InGaZnO靶材和薄膜的研究进展
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2019, 9(3), 203-209
Published Online May 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/0710620033.html,/journal/hjcet
https://https://www.360docs.net/doc/0710620033.html,/10.12677/hjcet.2019.93030
Research Progress of InGaZnO
Target and Thin Film
Yingdong Lu1, Shicheng Huang1, YingXiang Liang1, Man Mo2, Zhijie Fang2*
1Guangxi Crystal Union Photoelectric Materials Co. Ltd., Liuzhou Guangxi
2College of Science, Guangxi University of Science and technology, Liuzhou Guangxi
Received: Apr. 24th, 2019; accepted: May 9th, 2019; published: May 16th, 2019
Abstract
The possible technical obstacles in the promotion and application of In-Ga-Zn-O (IGZO) materials were analyzed, including composition analysis of IGZO, technical analysis of IGZO target material preparation, stability analysis of IGZO-TFT, etc. The photoelectric performance of IGZO can be ad-justed by adjusting the proportion of oxide in IGZO. When using the sintering temperature of 1400?C above, we can get IGZO target with high density and uniform composition; the stability of a-IGZO TFT can be improved by adding shading layer, protective layer, adopting double gate structure, designing compensation circuit and other measures.
Keywords
IGZO TFT, IGZO Target, Stability, Component
InGaZnO靶材和薄膜的研究进展
陆映东1，黄誓成1，梁盈祥1，莫曼2，方志杰2*
1广西晶联光电材料有限责任公司，广西柳州
2广西科技大学理学院，广西柳州
收稿日期：2019年4月24日；录用日期：2019年5月9日；发布日期：2019年5月16日
摘要
对In-Ga-Zn-O (IGZO)材料推广应用过程中可能的技术阻碍进行了分析，包括IGZO的成分分析、IGZO靶材制备技术分析、IGZO-TFT (IGZO薄膜晶体管)稳定性分析等。通过调节IGZO中氧化物的成分比例，可
陆映东等
以调节IGZO的光电性能；IGZO靶材的制备选取1400℃以上的烧结温度可以得到高密度，成分均匀的靶材；通过增加遮光层、保护层、采用双栅结构、设计补偿电路等措施，可以提高a-IGZO TFT的稳定性。
关键词
IGZO TFT，IGZO靶材，稳定性，成分
Copyright ? 2019 by authors and Hans Publishers Inc.
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1. 引言
大尺寸、高清、柔性、低能耗是未来显示器的发展趋势，但传统平面显示器中TFT沟道材料——非晶硅的性能已经不能很好地满足这些需求。非晶硅薄膜晶体管的主要问题是迁移率低，在1 cm2/V?S以下，而当液晶显示器尺寸超过80英寸，驱动频率为120 Hz时需要1 cm2/V?S以上的迁移率[1]；非晶硅的低迁移率，同样使其不能适用于AMOLED的驱动。低温多晶硅薄膜晶体管的迁移率很高，目前已广泛应用于手机和平板电脑等中小尺寸显示器，但是大面积制备时均匀性差，限制了其在大尺寸显示领域的应用。
为此，适用于大尺寸、高清、柔性、低能耗液晶显示器的新型沟道材料的应用研究成为热点。其中，非晶In-Ga-Zn-O (IGZO)自2004年被日本学者首次报道出较低的制备温度以及优异的光电性能以来备受关注。
IGZO由In2O3、Ga2O3和ZnO相互掺杂得到，是一种透明金属氧化物半导体材料。IGZO为n型半导体材料，存在3.5 eV左右的带隙，电子迁移率比非晶硅高1~2个数量级，其最大特点是在非晶状态下依然具有较高的电子迁移率。由于没有晶界的影响，非晶结构材料比多晶材料有更好的均匀性，对于大面积制备有巨大的优势。正因为IGZO TFT具有高迁移率、非晶沟道结构、全透明和低温制备这四大优势，使得IGZO作为TFT沟道材料比多晶硅和非晶硅更符合显示器大尺寸化、高清、柔性和低能耗的未来发展趋势。
IGZO薄膜的应用，首先要明确其最佳成分配比，然后根据所需的成分配比制备出相应成分的高质量溅射靶材，并研究其成薄工艺。本文分别从以上几个方面作了研究和探讨，并归纳了IGZO薄膜应用进程中存在的问题和相应的可能解决方案。
2. IGZO的成分配比
多元金属氧化物半导体材料具有光电性能可调节的优点。IGZO材料要推广应用，首先要确定其最优化的成分比例。根据研究[2]，IGZO中的三种金属氧化物都有其独特的作用，In2O3中的铟离子贡献出高的电子迁移率；Ga2O3中的镓离子因为容易与氧离子结合，从而可以减小IGZO中氧空位的产生，进而降低IGZO的载流子浓度；同时ZnO的加入，对形成非晶结构薄膜起到重要作用。李远洁等[3]研究发现，IGZO薄膜的化学元素组成决定了其晶体结构，与镀膜工艺无关。图1显示了IGZO薄膜成分与其结构和迁移率的关系[4]。
IGZO作为TFT的沟道材料，要求具有以下性能：1) 高迁移率；2) 低载流子浓度；3) 较高的透光率。如何从材料配方上获得这些性能？
陆映东 等
Figure 1. The relationship between IGZO film composition and its structure and mobility [4] 图1. IGZO 薄膜成分与其结构和迁移率的关系[4]
根据前述，增加铟含量，可以提高迁移率；Hideo H. [5]等人报道，降低镓的含量，也可以起到提高迁移率的作用。苏雪琼等人[6]将IGZO 中氧化铟的含量增加到80%时，得到电子迁移率25.3 cm 2/V ?S 的非晶薄膜。但铟含量并不是越高越好，从图1可以看到，氧化铟含量超过88%时，IGZO 材料为多晶结构；Leenheer A. J.等人[7]也报导了，氧化铟含量为90%，氧化镓含量为0时的IZO 材料为多晶结构。
沟道材料载流子浓度低，可以降低TFT 的关态电流，从而提高开关电流比。根据前述，增加氧化镓的含量，可以降低IGZO 的载流子浓度。但增加镓的含量，又会降低迁移率，所以这之间需要一个平衡来实现性能最优化。沟道材料具有较高的可见光透过率，有利于制备透过率极高的显示器。Suresh 等[8]研究表明，在IGZO 中，锌原子占比不超过71.4%时，IGZO 薄膜具有较好的可见光透过率。有研究表明[8] [9] [10]，IGZO 中，三种金属元素按1:1:1的原子比组成(即为InGaZnO 4)，具有较高的电子迁移率和开关电流比，是制备半导体薄膜晶体管的理想配比。
3. IGZO 靶材的制备及其物相分析
a-IGZO 薄膜可以采用涂布、激光沉积、磁控溅射等方法制得；其中磁控溅射法镀膜因具有易于控制，镀膜面积大和附着力强等优点而广泛应用于镀膜玻璃生产和显示屏生产工艺中，如ITO 膜、Mo 膜、Al 膜等均采用了磁控溅射的方法。选用磁控溅射作为a-IGZO 薄膜的镀膜方法，对现有的溅射镀膜设备进行适度的改造即可，具有较强的适应性。
采用磁控溅射制备a-IGZO 薄膜，需要用到IGZO 靶材。IGZO 靶材的品质好坏直接影响到a-IGZO 薄膜的光电性能。IGZO 靶材的制备工艺可以类比于氧化铟锡(ITO)靶材，主要流程均是粉体制备、成型、烧结。一般能用于生产氧化物半导体粉末的方法，均可用于制备IGZO 粉末，如溶胶-凝胶法、微乳液法、化学沉淀法、水解法、固相反应法、水热法、喷雾燃烧法等。其中固相反应烧结被较多研究者采用。有研究者利用第一性原理对固相反应烧结制备IGZO 粉的过程进行了研究，发现优先生成的产物是ZnGa 2O 4，然后继续加热，最终转变为InGaZnO 4 [11]。孟璇等[12]将In 2O 3、Ga 2O 3和ZnO 按1:1:2的摩尔配比进行混合、研磨并采用固相烧结反应法制备IGZO 粉末，结果表明：烧结温度为1100℃时，所得粉末以ZnGa 2O 4相为主，仍有In 2O 3未发生反应；在1200℃和1300℃烧结，均可得到InGaZnO 4单相粉末。其结果与第一性原理的分析一致。Lo C. C. [13]等采用In 2O 3、Ga 2O 3和ZnO 摩尔比例为1:1:2的粉体，通过常压烧结的方法，在1300℃烧结6小时，获得InGaZnO 4单相靶材，相对密度93%。苏文俊等[14]将具有InGaZnO
4
陆映东等
单相结构的粉末，采用放电等离子烧结的方法制备了IGZO靶材，烧结温度1100℃时，烧结体结构性能较好，相对密度97.44%，体积电阻率3.66 mΩ/cm3。
陈江博等[9]用固相反应法制备了富锌含量的IGZO粉末，In2O3、Ga2O3和ZnO摩尔比例为1:1:8经检测，该粉末是含有InGaZn4O7与InGaZn5O8物相的IGZO混合物。周贤界等[15]减少氧化锌的含量，用In2O3、Ga2O3和ZnO摩尔比例为1:1:1的粉体，在1400℃~1450℃的温度下烧结，获得相对密度高于99.5%的IGZO靶材。总体而言，要得到高密度，成分均匀的IGZO靶材，最高烧结温度宜控制在1400℃以上。
Table 1. Influence of sputtering process on film properties
表1. 溅射工艺对薄膜性能的影响
序号工艺变化性能变化原因
1 低的溅射功率表面粗糙，载流子浓度低薄膜缺陷增多[16]
2 氩气压强增大生长速率先降后微升氩气压强增大，溅射原子由于与氩离子碰撞次数增多，
动能降低，导致生长速率降低；压强进一步增大，
导致二次电子发射增强，溅射能力加强，生长速率微升[17]
3 氧气流量
从零增加氧气流量为0时，电阻高，通氧后降低，
然后随氧量增加，电阻率升高
氧量为0时，形成部分深能级氧空位，
对载流子起陷阱作用；随氧量增加，氧空位减少，电阻升高[18]透过率升高深能级的氧空位对光子有吸收作用，会降低透过率[18]
4 膜厚减小开启电流提高，阈值电压增加薄膜厚度减小，薄膜内的陷阱密度减小，
载流子的散射效应减小[19] [20] [21]
4. IGZO薄膜的应用研究
4.1. 镀膜工艺参数和热处理对其光电性能的影响
a-IGZO沟道层的光电性能、表面粗糙度、均匀性是a-IGZO-TFT器件性能的重要影响因素。而a-IGZO 薄膜制备过程中的工艺参数(溅射功率、压强、气体流量、沉积厚度等)和热处理工艺对其性能有很大影响。镀膜工艺对薄膜性能的影响如表1所示。
热处理同样对薄膜性能有较大影响，其工艺参数主要是温度和气氛。通过调节和选择热处理的温度和气氛，可以影响到薄膜中的氧缺陷，从而影响薄膜的光电性能，如采用空气、氧气、氮气退火[22]、真空退火[23]、含有一定浓度氢气的合成气体退火[23]、高压氢气退火[24]、水蒸气高压辅助退火[25]等。除此之外，通过热处理，还可以减小薄膜的表面粗糙度[24]，但真空热处理后的表面粗糙度要比空气处理的大[26]。大多数的热处理温度条件选择在200~600度之间，但该温度段并不适合用来处理用于柔性屏的IGZO-TFT。ALFORD T. L.等[27]对低温溅射的IGZO薄膜，在150度，采用先氧气氛热处理，再真空热处理的方法，获得了较好的综合光电性能，适合对柔性屏的TFT进行热处理。
4.2. a-IGZO TFT的稳定性
a-IGZO TFT的稳定性问题是阻碍其产业化进程的主要因素之一。
采用非晶IGZO作为沟道层材料制备的薄膜晶体管的电特性在可见光的照射下有良好的稳定性，但是在波长小于420 nm的紫外光区会有较大变化[28] [29]。Chen T. C. [30]等也报导了长期光照和电应力作用下，IGZO薄膜晶体管显示屏，出现电特性不稳定的现象。电特性不稳定性主要表现在栅偏压下的阈值电压漂移，亚阈值摆幅漂移等，其中阈值电压的漂移最为明显，它直接影响显示屏亮度的均匀性。a-IGZO TFT的光照不稳定性，可能是由于IGZO层的缺陷态电子受到光的激发而到导带，从而导致器件泄漏电流的增加[31]。
陆映东等
除了光照及电应力会影响a-IGZO TFT的稳定性外，其对空气中的氧气和水蒸气也较为敏感，长时间处于潮湿空气中会使其性能发生明显下降。同时，IGZO背沟道表面在薄膜制备过程或者环境中容易受到破坏，也是其稳定性不高的原因之一。IGZO TFT电学特性在氢氧环境中也会发生衰退[32]。
薄膜中及界面的各种缺陷态是IGZO TFT不稳定性的主要来源，所以减少缺陷是改善IGZO TFT稳定性的有效途径。例如，在薄膜沉积过程中，增加氧气流量，选择合适的氧氩比，以平衡阀值电压不稳和其它电性能[33]；减小薄膜表面粗糙度，并提高薄膜的致密性，从而减少薄膜界面陷阱密度，可以达到提高稳定性的效果[34]。在IGZO半导体层上方设置保护层，可以保护IGZO半导体层在后续的成膜，刻蚀等工艺中不被破坏[35]，也是提高其稳定性的有效途径之一。增加遮光层以减少光照对IGZO层的影响，是减少IGZO-TFT的泄漏电流的主要方法[36]。通过改变遮光金属栅的电压，能对IGZO-TFT的阈值电压进行调节[37]，从而补偿AMOLED像素电路的阈值电压漂移，但这种方法会导致TFT的面积增加，所以不宜用于高分辨率像素电路的集成[38]。除此之外，通过对结构的设计和优化，也能提高IGZO-TFT 的稳定性。研究表明[21]，双栅驱动的a-IGZO TFTs具有比单栅结构更高的开关电流比，更低的亚阈值摆幅以及更强的器件稳定性。蔡旻熹等[39]通过仿真分析了双栅驱动的a-IGZO TFTs的开启电流随有源层厚度降低而显著增加的效应，发现在双栅驱动的器件中低的有源层厚度可以改善器件的电学稳定性。张丽等[40]研究了基于a-IGZO TFT的有源矩阵有机发光显示AMOLED像素电路的阈值电压补偿问题，证明了4TIC电路对阈值漂移有明显的补偿作用，并指出增加存储电容值和驱动TFT的宽长比可有效提高OLED电流的保持能力。
5. 结语
通过对IGZO成分的调节，可以获得适合应用的光电性能；通过制备高品质的IGZO靶材，可以提高IGZO薄膜的品质；通过调节退火温度、时间、气氛和磁控溅射镀膜的工艺参数，可以有效提高a-IGZO TFT的光电性能；通过增加遮光层、保护层、采用双栅结构、设计补偿电路等措施，可以提高a-IGZO TFT 的稳定性。相信随着对a-IGZO薄膜和a-IGZO TFT不断深入的研究，IGZO的大范围应用将很快到来。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(11464003,11864005)，广西自然科学基金项目(2017GXNSFAA198315)，柳州市科技计划项目(2016B040202)，广西高校中青年教师基础能力提升项目(2018KY0324)资助的课题。
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薄膜材料的应用与发展
薄膜材料的应用与发展 薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 1 膜材料的发展 在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。 自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的应用 人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时，也在试图模仿它，仿生一直以来就是材料设计的重要手段，这就是薄膜材料。它的一个很重要的应用就是海水的淡化。虽然地球上70％的面积被水覆盖着，但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5％～3％，随着人口增长和工业发展，当今世界几乎处于水荒之中。因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。 利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。工业生产中，可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水，膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。 膜的应用还体现在表面化学上面。在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。 更重要的，研究人员还将膜材料用于血液透析，透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素，大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1] 3 膜材料的分类 近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。 薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。 3.1金刚石薄膜 金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔。 近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。
旋涂法制备功能薄膜的研究进展
旋涂法制备功能薄膜的研究进展 摘要：作为众多的薄膜制备方法之一，旋涂法具备薄膜厚度精确可控、高性价比、节能、低污染等优势，在微电子技术、纳米光子学、生物学、医学等领域中有着广阔的应用前景． 功能薄膜是发展信息技术、生物技术、能源技术等领域和国防建设的重要表面材料和器件，关系到资源、环境及社会的可持续发展．旋涂法制备的薄膜厚度在30nm一2000nm之间精确可控，其设备结构简单且易于操作，具备优良的性价比．现已广泛应用于微电子行业的光刻图案化( Lithographic patterning process ) 、印刷电路(Printed circuit)和集成电路(Integrated circuit)的制造，以及光储存媒体介质( DVD- R、CD- R等)的感光胶( P h o t o r e s i s t ) 、染料( Dye ) 、粘合剂、物理保护层等聚合物薄膜的涂覆．旋涂法在其它许多新型领域也有一定的应用，如薄膜晶体管、光子晶体材料、光波导、有机发光二极管薄膜、光电转换薄膜电极以及生物/化学功能膜等薄膜类器件的制备．旋涂法涉及到许多物理化学过程，如流体流动、润湿、挥发、粘滞、分散、浓缩等．在研究这些过程时，流体力学传质、传热、传动的原理是非常重要的．其中，需要考虑的参数主要包括薄膜的结构、厚度、面积等性能参数以及转速、粘度、挥发速率等操作参数[1,2,3]。 1、旋涂法原理 旋涂法因其所用流体粘度较大，呈胶体状，所以也被称为匀胶。一个典型的旋涂过程主要分为滴胶、高速旋转和干燥( 溶剂挥发) 三个步骤．首先，滴胶是将旋涂液滴注到基片表面上，然后经高速旋转将其铺展到基片上形成均匀薄膜，再通过干燥除去剩余的溶剂，最后得到性能稳定的薄膜．对于各种粘度、润湿性不同的旋涂液，通常使用的滴胶方法有两种，即静态滴胶和动态滴胶[4]，旋涂法中的高速旋转和干燥是控制薄膜厚度、结构等性能的关键步骤，因此这两个阶段中工艺参数的影响成为研究的重点[5]．
InGaZnO靶材和薄膜的研究进展
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2019, 9(3), 203-209 Published Online May 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/0710620033.html,/journal/hjcet https://https://www.360docs.net/doc/0710620033.html,/10.12677/hjcet.2019.93030 Research Progress of InGaZnO Target and Thin Film Yingdong Lu1, Shicheng Huang1, YingXiang Liang1, Man Mo2, Zhijie Fang2* 1Guangxi Crystal Union Photoelectric Materials Co. Ltd., Liuzhou Guangxi 2College of Science, Guangxi University of Science and technology, Liuzhou Guangxi Received: Apr. 24th, 2019; accepted: May 9th, 2019; published: May 16th, 2019 Abstract The possible technical obstacles in the promotion and application of In-Ga-Zn-O (IGZO) materials were analyzed, including composition analysis of IGZO, technical analysis of IGZO target material preparation, stability analysis of IGZO-TFT, etc. The photoelectric performance of IGZO can be ad-justed by adjusting the proportion of oxide in IGZO. When using the sintering temperature of 1400?C above, we can get IGZO target with high density and uniform composition; the stability of a-IGZO TFT can be improved by adding shading layer, protective layer, adopting double gate structure, designing compensation circuit and other measures. Keywords IGZO TFT, IGZO Target, Stability, Component InGaZnO靶材和薄膜的研究进展 陆映东1，黄誓成1，梁盈祥1，莫曼2，方志杰2* 1广西晶联光电材料有限责任公司，广西柳州 2广西科技大学理学院，广西柳州 收稿日期：2019年4月24日；录用日期：2019年5月9日；发布日期：2019年5月16日 摘要 对In-Ga-Zn-O (IGZO)材料推广应用过程中可能的技术阻碍进行了分析，包括IGZO的成分分析、IGZO靶材制备技术分析、IGZO-TFT (IGZO薄膜晶体管)稳定性分析等。通过调节IGZO中氧化物的成分比例，可
薄膜材料简介
薄膜材料简介 薄膜具有良好的韧性、防潮性和热封性能，使用非常广泛；PVDC薄膜适合包装食品，并能长时间保鲜；而水溶性PV A薄膜不必开封直接投入水中即可使用；PC薄膜无味、无毒，有类似玻璃纸的透明度和光泽，可在高温高压下蒸煮杀菌。本文将主要介绍几种塑料薄膜的性能及其使用。 从商品生产到销售，再到使用，包装件要经过储存、装卸、运输、货架陈列以及在消费者手中存放，这个过程中即可能遇到严寒、酷暑、干燥、潮湿等恶劣的自然气候条件，也要遭受振动、冲击和挤压等各种机械破坏，甚至还有微生物和虫类的侵害。要保证商品的质量，主要依靠包装材料来保护，所以包装材料非常重要。 塑料薄膜是最主要的软包装材料之一，塑料薄膜的种类繁多，特性各异，根据薄膜的不同特性，其用处也不同，下面介绍几种常见的塑料薄膜： 聚乙烯薄膜 PE薄膜使用大量最大的塑料包装薄膜，约占塑料薄膜总耗用量的40%以上。PE薄膜虽然在外观、强度等方面并不十分理想，但它具有良好的韧性、防潮性和热封性能，且加工成型方便，价格便宜，所以使用非常广泛。 1、低密度聚乙烯薄膜。LDPE薄膜主要采用挤出吹塑法和T模法生产的LDPE薄膜是一种柔韧而透明的薄膜，无毒、无嗅，厚度一
般在0.02～0.1?L之间。具有良好的耐水性、防潮性、耐旱性和化学稳定性。大量用于食品、药品、日用品及金属制品的一般防潮包装和冷冻食品的包装。但对于吸湿性大，防潮性要求较高的物品，则需要采用防潮性更好的薄膜和复合薄膜包装。LDPE薄膜的透气率大、无保香性且耐油性差，不能用于易氧化食品、风味食品和含油食品的包装。但透气性好使它能用于水果、蔬菜等新鲜物品的保鲜包装。LDPE 薄膜的热粘合性和低温热封性好，因此常用作复合薄膜的粘合层和热封层等，但由于其耐热性差，故不能用作蒸煮袋的热封层。 2、高密度聚乙烯薄膜。HDPE薄膜是一种韧性的半透明薄膜，其外观为乳白色，表面光泽度较差。HDPE薄膜的抗张强度、防潮性、耐热性、耐油性和化学稳定性均优于LDPE薄膜，也可以热封合，但透明性不如LDPE。HDPE可制成厚度为0.01?L的为薄薄膜，其外观和薄绢纸很相似，手感舒服，又称拟纸膜。它具有良好的强度、韧性和开口性，为增强拟纸感和降低成本，可加入少量的轻质碳酸钙。HDPE拟纸膜主要用于制作各种购物袋、垃圾袋，水果包装袋和各种食品包装袋等。因其气密性差，不具有保香性，因此包装食品的贮藏期不长。另外，HDPE薄膜因耐热性好，可用作蒸煮袋的热封层。 3、线型低密度聚乙烯薄膜。LLDPE薄膜是近来发展的聚乙烯薄膜新品种,和LDPE薄膜相比，LLDPE薄膜具有更高的抗拉、抗冲击强度，乃撕裂强度和耐穿刺性。在和LDPE薄膜具有同等强度和使用性能的情况下，LLDPE薄膜的厚度可减至LDPE薄膜的20～25%，因而使成本大幅度降低。即使用作重包装袋其厚度也只需0.1?L就能
层状固体润滑薄膜的研究进展
层状固体润滑薄膜的研究进展 康嘉杰1,2 ,李国禄1 ,王海斗2 ,刘家浚3 ,徐滨士2 ,朱丽娜 1,2 (11河北工业大学材料科学与工程学院,天津 300130;21装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重 点实验室,北京 100072;31清华大学机械工程系,北京 100084) 摘要:层状物固体润滑薄膜是固体润滑薄膜中最常用的形式。本文针对4种有代表性的层状物固体润滑薄膜(硫化亚铁、二硫化钼、石墨及二硫化钨薄膜)的制备方法及摩擦学性能进行了详细论述,这些薄膜都具有优良的减摩、耐磨、抗擦伤性能,但不同的薄膜其摩擦学性能有差异,适用工况也不尽相同。关键词:固体润滑;层状物薄膜;摩擦学性能中图分类号:TG156.8 文献标识码:A 文章编号:025426051(2007)0420015204 D evelopm en t of Research on the Layered Soli d L ubr i ca ti on F il m s K ANG J ia 2jie 1,2 ,L I Guo 2lu 1,WANG Hai 2dou 2,L I U J ia 2jun 3,XU B in 2shi 2,ZHU L i 2na 1,2 (11College ofMaterials Science and Engineering,Hebei University of Technol ogy,Tianjin 300130,China;21Nati onal Key Lab f or Re manufacturing,Acade my of A r mored Forces Engineering,Beijing 100072,China; 31Depart m ent of Mechanical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract:The layered s olid lubricati on fil m is the most popular f or m a mong s olid lubricati on fil m s .Preparati on methods and tribol ogical perfor mance of f our typ ical layered s olid lubricati on fil m s such as FeS fil m ,MoS 2fil m ,graphite fil m and W S 2fil m were discussed .The results show that all the fil m s possess good fricti on 2reducti on,wear 2resistance and anti 2scuffing p r operties .However,different fil m s have different tribol ogical perf or mance and app licati on working conditi ons .Key words:s olid lubricati on;layered fil m s;tribol ogical perf or mance 作者简介:康嘉杰(1984101—),男,河北张家口人,硕士生,主要从事固体润滑薄膜研究,已发表论文1篇。本文联系人:王海斗,联系电话:010********* E 2mail:wanghaidou@tsinghua .org .cn 基金项目:国家自然科学基金项目(50575225)收稿日期:2006211230 0 引言 固体润滑是指利用某些具有特殊晶体特性的固体材料来改善接触表面之间摩擦磨损程度的润滑方式,其突出的优点是能满足流体润滑无法满足的某些特殊工况对润滑的要求,如高温[1] 、高负荷 [2] 、超低温 [3] 、 超高真空、强氧化 [4] 、强辐射等。固体润滑材料可以 块状或粉末的形式使用,但更多的是以薄膜(涂层)的方式使用。固体润滑薄膜在摩擦时固体润滑剂在对偶材料表面形成转移膜,使摩擦发生在润滑剂内部,从而减少摩擦,降低磨损 [5] 。润滑膜一方面可以防止对偶 材料表面直接接触,另一方面可以减小接触薄层的剪切强度,从而显著减小摩擦系数。固体润滑材料类型可分为层状物、聚合物、软金属和无机化合物4类。层状物(硫化亚铁、二硫化钼、石墨、二硫化钨)固体润滑薄膜是常用的固体润滑材料,具有良好的摩擦学性能。在航空、航天、汽车工业等领域都有应用,但由于起主要作用的固体润滑相本身的差别,这4种固体润滑薄膜有着各自的最适合用途和使用条件要求 [6] 。 1 硫化亚铁固体润滑薄膜 FeS 具有密排六方结构,变形抗力小,易于沿密排 面滑动,塑性流变较强,涂层疏松且多孔,易于储存并保持润滑介质,因此具有良好的减摩性能[729] ,而且其 制备工艺简单,成本低,并可由多种方法制备[10211] 。最常用的方法是低温离子渗硫法,该方法制备的涂层已经开始工业应用,但深入研究发现,同是硫化亚铁涂层,由于不同的制备工艺,它们的结构和摩擦学性能有较大的不同。 王海斗等[12] 采用两步法即射频溅射Fe 膜与低温离子渗硫复合处理工艺,在非黑色金属表面得到了FeS 固体润滑薄膜,并利用DD92型摩擦磨损试验机评价了FeS 薄膜的摩擦磨损性能。图1为FeS 薄膜与45钢原始表面的摩擦磨损性能曲线。由图1可见,两步法制备的FeS 薄膜为金属Fe 与固体润滑剂FeS 共同组成的复合固体润滑薄膜,与基体结合紧密,具有适当的表面硬度;FeS 薄膜具有优异的减摩耐磨抗擦伤性能,摩擦系数与磨损量明显比45钢原始表面的低,抗擦伤载荷明显提高。 庄大明等[13] 根据离子渗氮原理开发了一种离子渗硫技术,通过化学反应和原子扩散形成厚度在几个至几十个微米之间的FeS 薄膜层。并采用SRV 和MM2000磨损试验机,对在45钢和GCr15钢上FeS 薄膜层试样进行了摩擦学性能试验,结果表明FeS 薄
基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用_袁腾
2014年6月 CIESC Journal June 2014第65卷 第6期 化 工 学 报 V ol.65 No.6 基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用 袁腾1，陈卓2，周显宏3，涂伟萍1，胡剑青1，王锋1 （1华南理工大学化学与化工学院，广东省绿色化学产品技术重点实验室，广东 广州 510640；2华南理工大学 轻工与食品学院，广东 广州 510640；3东莞理工学院化学与环境工程学院，广东 东莞 523808） 摘要：综述了基于超亲水超疏油原理的网膜的研究进展及其在油水分离中的应用。首先介绍了研究的理论基础，包括构筑超亲水超疏油网膜的理论基础及膜分离原理，膜的基本性能及影响因素，液桥原理在超亲水超疏油膜中的应用以及该类膜的结构、制备的原材料和制备的基本方法。然后全面综述了刺激响应超亲水超疏油膜，超亲水及水下超疏油膜，无机结晶纳米线超亲水超疏油膜，分子刷结构超亲水超疏油膜及可用于含油乳液分离的网膜等的研究进展。最后指出了目前在该领域的研究中存在的一些问题，主要包括膜分离的基本理论，制备膜的原材料、膜通量、膜寿命及应用范围等，并对未来的发展进行了展望。 关键词：特殊润湿性；微纳二元粗糙结构；刺激响应；重组装；薄膜；油水分离 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.06.001 中图分类号：TB 381；TB 383；TQ 208.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2014）06—1943—09 Coated mesh film based on superhydrophilic and superoleophobic principle and its application in oil-water separation YUAN Teng 1, CHEN Zhuo 2, ZHOU Xianhong 3, TU Weiping 1, HU Jianqing 1, WANG Feng 1 （1Guangdong Provincial Key Laboratory for Green Chemical Product Technology , School of Chemistry and Chemical Engineering , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 2School of Light Industry and Food Sciences , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 3College of Chemistry and Environmental Engineering , Dongguan University of Technology , Dongguan 523808, Guangdong , China ） Abstract : This paper reviews the research progress of membranes based on the principle of superhydrophilicity and superoleophobicity and its application in the oil-water separation. First, the fundamentals of the research are introduced, including those for preparing superhydrophilic and superoleophobic membranes and separation process, basic properties of membranes and influencing factors. The applications of liquid bridge principle in the superhydrophilic and superoleophobic membranes, membranes structures, general raw materials and prepared methods are also introduced. Then a comprehensive overview is given on the research progress of current common 2014-01-06收到初稿，2014-03-04收到修改稿。 联系人：王锋。第一作者：袁腾（1987—），男，博士研究生。 基金项目：国家自然科学基金项目（50903031）；中央高校基本科研业务费专项资金（2013ZM0072）；广东省重大科技专项计划项目（2010A080406002）；广东省省部产学研项目（2010A080405006，2010A080404008）；广州市国际科技交流与合作专项（2012J5100043）；广东省绿色化学产品技术重点实验室开放基金（GC201201）；深圳市新型锂离子电池与介孔正极材料重点实验室开放课题（20120213）；广东高校轻化工清洁生产工程技术研究中心开放课题。 Received date : 2014-01-06. Corresponding author : WANG Feng, fengwang@https://www.360docs.net/doc/0710620033.html, Foundation item : supported by the National Natural Science Foundation of China (50903031), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2013ZM0072), the Key Scientific and Technological Special Research Fund of Guangdong Province (2010A080406002)，the Project Funds of Combination Research of the Guangdong Province and Ministry of Education (2010A080405006, 2010A080404008) and the Research Fund of the Guangdong Provincial Laboratory of Green Chemical Product Technology (GC201201).
抗菌包装薄膜的研究进展
包装学报Packaging Journal Vol.3 No.3July 2011 第3卷 第3期2011年7月抗菌包装薄膜的研究进展 孙 淼1，郝喜海1,2，邓 靖1,2，李 菲1，史翠平1，李慧敏1 （1. 湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室，湖南株洲412007； 2. 湖南工业大学包装与材料工程学院，湖南株洲412007） 摘要：抗菌包装薄膜是一种加入抗菌剂后具有抑制或杀灭表面细菌能力的功能性薄膜。根据所添加抗菌剂的不同，抗菌包装薄膜可分为有机抗菌膜、无机抗菌膜和天然抗菌膜3类。抗菌包装薄膜能通过不断释放抗菌剂来抑制微生物生长，从而延长被包装食品的货架寿命。目前，抗菌包装薄膜只有解决好安全与环境保护2个问题才能更好地发展。 关键词：抗菌膜；安全性；环境保护中图分类号：TB484.3 文献标志码：A 文章编号：1674-7100(2011)03-0006-05 Research Progress of Antibacterial Film for Packaging Sun Miao 1，Hao Xihai 1.2，Deng Jing 1.2，Li Fei 1，Shi Cuiping 1，Li Huimin 1 （1.Key Laboratory of New Packaging Materials and Technology, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007, China ； 2.School of Packaging and Material Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007, China ） Abstract ：Antibacterial Film for packaging is a kind of new functional material containing antimicrobial which has the ability to restrain or sterilize the bacteria that accretes on the surface of object. According to the different antimicrobial added, the Antibacterial Film for packaging can be divided into three types, that is, organic antibacterial films, inorganic antibacterial films and natural antibacterial films and they can inhibit the growth of the microorganisms by constantly releasing antibacterial agent to extend the shelf life of food packaged. At present two main problems of safety and the environmental protection are still to be resolved to achieve a better development for Antibacterial Film for packaging. Key words ：antibacterial film; safety; environmental protection 收稿日期：2010-12-22 基金项目：湖南省科技厅基金资助项目（2009CK3028）作者简介：孙 淼（1986-），女，辽宁阜新人，湖南工业大学硕士生，主要研究方向为抗菌性PVA 薄膜的研究与应用， E-mail ：sm5418@https://www.360docs.net/doc/0710620033.html, 0 引言 具有抗菌作用的塑料称为抗菌塑料。它是在塑料中添加一定量的抗菌剂，以起到抗菌与抑菌的作用，从而保持其自身及所包装产品的清洁 [1-2] 。在塑 料制品的生产中采用抗菌技术，不仅能减少因使用这些制品而发生的交叉污染，并且能在保持塑料常规性能和加工性能不变的前提下，起到杀菌的功效， 对塑料制品的发展起着十分重要的作用。抗菌塑料在包装领域的应用十分广泛，抗菌包装薄膜是其重 要应用领域之一[3]。抗菌包装薄膜的应用，可以减少对人类健康和环境造成危害的化学杀菌剂的使用量[4]。因此，开发天然防腐的抗菌剂，制作安全的抗菌包装薄膜，将成为今后食品用包装材料方面的研究热点。 用于塑料添加的抗菌剂，可依据其形态分为气
简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料的用途不少于4例
简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料 的用途不少于4例 【篇一：简述薄膜材料的特征,举例说明薄膜材料的用途 (不少于4例)】 第四章薄膜材料与工艺 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术 1.1 薄膜和厚膜 1.2 1.3成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材 料 2、薄膜材料2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材 料 2.4 功能薄膜材料 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 薄膜和厚膜电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于与 电器、电子装臵设备向高性能、多功能、高速度方向发展及信息处 理能力的急速提高系统的大规模、大容量及大型化要求构成系统的 装臵、部件、材料等轻、薄、短、小化晶体管普及之前真空电子管 的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管座上由导管连接，当时并无膜可言 20世纪60年代，出现薄膜制备技术在纸、塑料、 陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形成小型元器件及电 路等进入晶体管时代从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为整套工艺中的核心与关键。 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术薄膜和厚膜与三维块 体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维膜又有薄膜和厚膜 之分经典分类：制作方法分类：块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。 Ａｌ特点Ｓｉ基ＩＣ常用导体材料与作为ＩＣ保护膜的ＳｉＯ间的 附着力大对于ｐ型及ｎ型Ｓｉ都可以形成欧姆接触可进行引线键合 电气特性及物理特性等也比较合适价格便宜作为ＩＣ用的导体普遍 采用随环境、气氛温度上升，Ａｌ与Ａｕ发生相互作用，生成金属 间化合物，致使接触电阻增加，进而发生接触不良当Ａｌ中通过高 密度电流时，向正极方向会发生Ａｌ的迁移，即所谓电迁移在５０ ０以上，Ａｌ会浸入下部的介电体中在ＭＯＳ元件中难以使用尽管 Ａｌ的电阻率低，与Ａｕ不相上下，但由于与水蒸气及氧等发生反应，其电阻值会慢慢升高。 al与au会形成化合物al端子与au线系统在300下放置2～3ｈ， 或者使气氛温度升高到大约４５０，其间的相互作用会迅速发生， 致使键合部位的电阻升高此时，上、下层直接接触，au、al之间形
二氧化钛薄膜的研究进展(2-24)
二氧化钛薄膜的研究进展 引言 TiO2是一种性能稳定的半导体材料，具有氧化活性高，对人体无毒害、成本低和无污染等特点，在许多领域有广泛的用途。TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性，使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。目前，TiO2薄膜的制备方法有很多，大体可以分为两大类：物理法和化学法。物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法，在衬底上形成所需要的薄膜；化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。[1] 制备方法 1 溶胶-凝胶法 溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水和络合剂，经搅拌和陈化后形成溶胶，然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面，经过焙烧后形成薄膜。常用的钛醇盐主要有：钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。 姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。
非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向
第33卷增刊2012年12月 太阳能学报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Vol．33Suppl Dec.， 2012收稿日期：2012-07-24基金项目：国家高技术研究发展（863）计划（2011AA050518）；国家重点基础研究发展（973）计划（2012CB934302）；上海市科委项目 （11DZ2290303） 通讯作者：李海华（1974—），女，博士、副教授，主要从事微纳电子学与器件制造方面的研究。lihaihua@sjtu．edu．cn 文章编号：0254- 0096（2012）增刊-0001-06非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向 李海华，王庆康 （上海交通大学微纳科学技术研究院，“薄膜与微细技术”教育部重点实验室、“微米纳米加工技术”国家级重点实验室，上海200240） 摘要：介绍了非晶硅薄膜太阳电池的最新研究进展，微纳光学结构和金属表面等离子体特性引入到非晶硅薄膜 太阳电池可大大降低薄膜厚度和提高光电转换效率。叠层串联的非晶硅太阳电池及非晶硅和多晶硅、单晶硅组成的异质结结构可增加宽带太阳光谱吸收范围，提高光电转换效率，是非晶硅薄膜电池的发展方向。关键词：非晶硅；太阳电池；叠层；微纳结构；异质结中图分类号：TM615 文献标识码：A 0引言 太阳能是可再生能源领域中最具发展前景的资 源。作为太阳能利用的重要组成部分，光伏发电是一种清洁的、用之不竭的可再生绿色新能源。利用太阳电池可以无任何材料损耗地将太阳能转换为人 类可利用能量的最高级形式— ——电能。太阳电池的应用可解决人类社会发展的能源需求方面的3个问 题：开发宇宙空间时， 利用太阳能提供持续可用地即时转化电能；解决目前地面能源面临的矿物燃料资 源减少与环境污染的问题；日益发展的消费电子产品随时随地的供电问题等。特别是太阳电池在发电 过程中不会给人们带来任何噪声、 辐射和污染，与其他形式的可再生能源（如风力发电）相比，由于不存 在任何可动的部分，所以系统稳定性高，维护成本相对较低；在使用中不释放包括CO 2在内的任何气 体， 这些对满足能源需求、保护生态环境、防止地球温室效应具有重大意义。 制作太阳电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应，根据所用材料的不同，太阳电池可分为：1）硅太阳电池；2）以无机盐如砷化镓Ⅲ-Ⅴ化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3）功能高分子材料制备的太阳电池；4）纳米晶太阳电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳电池材料的一般要求有：半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的 光电转换效率；材料本身对环境不造成污染；材料便 于工业化生产且材料性能稳定。 基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳电池材料，这也是太阳电池以硅材料为主的主要原因。目前，硅基薄膜太阳电池因其成本低、质量轻、转换 效率较高、 便于大规模生产，而具有较大的优势，从而成为国际上研究最多，发展最快的薄膜电池，也是 目前唯一实现大规模生产的薄膜电池。本文简要地综述了非晶硅太阳电池的国内外现状和最新研究进展，并讨论了非晶硅太阳电池的发展及趋势。 1国内外产业现状 非晶硅（a-Si ）薄膜太阳电池虽然早已出现［1］，但由于光电转换效率低、衰减率（光致衰退率）较高等问题，一直制约其发展。随着其技术的不断进步， 光电转换效率得到迅速提高［2］ 。传统的晶硅太阳电池利用纯硅锭切割而成的硅片将光转换为电流。因为晶硅价高且晶片脆，因此太阳电池模块的加工生产过程需要特殊处理。且该种电池需要封装和其他组件，使得晶硅模块价格昂贵，但其工作寿命达20 25a ，能效为14% 23%。非晶硅薄膜太阳电池为第二代产品，有望实现更低的成本，大多采用连 续性卷对卷生产工艺［3］ ，而晶硅电池采用分批生产工艺。虽然仍与晶体硅电池相比存在差距，但其用料少、工艺简单、能耗低，成本有一定优势；尤其因为其沉积分解温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔
聚乙烯醇产品用途的新进展
Development and Application 开发与应用 聚乙烯醇产品用途的新进展 徐惠富1 杨炳贤1 成国祥2 (1上海石油化工股份有限公司,上海,200540;2天津大学材料学院,天津,300072) 提 要 介绍了近年来聚乙烯醇产品在各个工业领域中的新用途,说明这种化工原料仍有广泛的使用价值。 关键词 聚乙烯醇,用途,进展 聚乙烯醇(PVA)是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物,最初它仅作为织物上浆剂使用。不久,就用聚乙烯醇制成纤维。并命名为Vinylon,即维尼纶或维纶。近年来由于维纶性能及价格上的局限,使PVA的生产逐渐向非纤维方向发展。目前除了作维纶原料之外,聚乙烯醇还广泛用于纺织浆料、涂料、粘合剂、乳化剂、纸加工助剂、薄膜等方面。研究表明,在自然环境中广泛存在着可降解PVA的微生物。因此,PVA及其衍生物的生产和使用符合当今环境保护的要求。 1 聚乙烯醇的用途 1.1 维纶原料 PVA的重要用途之一就是用来生产维纶。目前世界上生产维纶的国家只有中国、朝鲜和日本,每年消费PVA总产量的20%。但由于它的价格、用途及某些性能等原因,常规产品的维纶纤维产品逐渐被其他纤维(如涤纶)所代替。正因为如此,目前的维纶纤维已渐渐地转向功能性、特殊性的方向发展[1],如耐热、抗湿的纤维,用于橡胶和水泥纤维[2];耐光、不变型有色PVA纤维[3];聚乙烯醇纤维无纺网膜及其制品,该纤维大体上没有硬粒,该网膜具有吸水性、柔软性和坚固性,可用作抹布、卫生巾、手巾等[4];高强高模聚乙烯醇纤维[5,6]、抗菌聚乙烯醇纤维[7]、经过特殊处理的聚乙烯醇纤维还可用作橡胶的增强材料[8]。 日本可乐丽已研制成功溶剂湿法冷却凝胶纺丝方法(C OS MOS:Customer Oriented Method with Organic S olvent),并已实现了工业化生产[9]。把这类以聚乙烯醇为主原料或与其他高分子组合起来制得的纤维商品名为“K2Ⅱ”纤维[10]。 1.2 经纱浆料 PVA具有优良的上浆性能,用于疏水性合成纤维及其混纺纱上浆,能够获得满意的效果。它在各类高分子合成浆料中占主要地位,在PVA非纤维应用中,浆料耗用量已占40%。PVA浆料的粘度、pH值稳定,与其他浆料和各类表面粘性剂都有良好的混溶性和乳化能力,能适应各类纤维上浆的工艺要求。PVA浆料具有良好的粘附力,能使纱线上的毛茸集束,是理想的被覆材料;且它的成膜性好,具有优异的机械性能。 但PVA浆料也有一些缺点,如浆液结皮,调浆时易起泡,浆纱在分纱时阻力大等。因此有人研究出了一些新型的浆料和一些特殊用途的浆料:如用于细经纱的上浆。用这种浆料给机械细经纱上浆后,用喷气织机制成无纺布时,不会发生断丝和停机[11];良好稳定性和混合性的纺织浆料,这种浆料在90℃时粘度≤1000mPa?s。在90℃下装置4h 无变化,单棉纱用该混合物上浆16.7%,稳定性良好[12];浆洗织物用耐热喷射上浆剂。用此上浆剂所获得的上浆织物具有良好的手感,发黄指数(J IS Z28722)为3.6,而淀粉的发黄指数则高达13.2[13]。 1.3 纸加工 PVA代替淀粉作纸张表面施胶剂可使纸张质量如印刷适应性、平滑性、耐磨擦性、耐折度、耐油性和耐化学品性显著提高,适用于各种纸张的表面施胶。它可以在印刷面上经液压涂刷上一层可印制的水溶性或水可溶性的薄膜,然后固化薄膜,形成保护涂层[14]。甚至可直接制作可循环性聚氯乙烯
薄膜流研究进展
薄膜流研究进展 班级：机械工程专硕1班 学号：6160805020 姓名：程帅 摘要：液体在重力作用下以薄层形式沿壁面向下流动，称为液体薄膜流。它具有小流量、小温差、高传热传质系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等独特优点，己作为一项高效传热传质技术在化工、能源、航天、石油、制冷、电子等许多工业领域得到了广泛应用。本文介绍了非牛顿流体层流降膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机。正是由于实际应用的重要性和迫切性，在液体薄膜流的水动力过程和传热传质特性力一面，近几十年来开展了大量的深入研究。本文通过全面阐述液体薄膜流动和传热特性的研究现状，分析目前研究中存在的问题与不足，为未来研究提供借鉴。 关键词：液体薄膜流、非牛顿流薄膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机 1.液体薄膜流表面特征 对于液膜沿倾斜壁或垂直管壁向下流动的情形，从实验上观察到三种不同的流动状态:当Re=4T/v<20~30 (T为单位湿周的体积流率，v为流体的运动粘度)，流动为层流，膜表面呈平滑状态且膜厚为常数;当200