化学气相沉积制备铂族金属涂层及难熔金属
功能性涂层材料的制备与应用研究
功能性涂层材料的制备与应用研究随着科技的不断发展，功能性涂层材料的制备与应用研究成为研究者们的热点领域。
功能性涂层材料是一种能够赋予被覆物特殊功能的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源领域等多个行业。
本文将探讨功能性涂层材料制备的常见方法以及其在各领域中的应用。
一、功能性涂层材料的制备方法1. 物理气相沉积法物理气相沉积法是一种通过物理手段，在高真空条件下将源材料转化为蒸汽或离子，并在被覆物表面沉积形成功能涂层的方法。
常见的物理气相沉积方法有磁控溅射、激光熔覆等。
磁控溅射是一种利用高能量离子轰击固体靶材，使其溅射形成涂层的方法。
这种方法制备的功能性涂层具有优异的耐热性和耐腐蚀性。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是利用源材料的化学反应，在高温下形成具有特殊功能的涂层的方法。
常见的化学气相沉积方法有化学气相沉积、分子束外延等。
化学气相沉积是利用有机金属化合物在高温条件下分解，形成金属蒸气，然后在被覆物表面发生化学反应形成涂层。
这种方法制备的功能性涂层具有良好的附着力和较高的纯度。
二、功能性涂层材料的应用领域1. 航空航天领域在航空航天领域，功能性涂层材料被广泛应用于飞行器的表面保护和性能改善。
例如，利用特殊涂层可以提高飞行器在大气层中的耐磨性和耐高温性能，减少空气动力学阻力，提高燃料利用率。
2. 汽车制造领域在汽车制造领域，功能性涂层材料可以应用于汽车外观装饰、防腐蚀、抗划伤等方面。
例如，采用纳米涂料可以增强车身的硬度，提高车身的耐磨性和耐腐蚀性，延长汽车的使用寿命。
3. 能源领域在能源领域，功能性涂层材料可用于提高能源设备的传热效率、降低能源消耗。
例如，利用特殊涂层可以提高太阳能电池的吸收能力，提高光电转化效率。
三、功能性涂层材料的未来发展方向功能性涂层材料的研究与应用将继续向着更高性能、更多功能、更环保的方向发展。
未来的研究方向包括：1. 开发新型涂层材料随着材料科学的不断进步，研究人员将不断开发出新的涂层材料，以满足不同领域的需求。
铂族金属冶金与材料
1958年沈阳冶炼厂从多年的金、银生产过程中积存 废渣中生产出我国首批铂钯数千克；1965年上海冶炼 厂、1967年株洲冶炼厂、1972年云南冶炼厂分别开始 从铜冶炼系统综合回收少量铂钯，但合计年总产量不 到40kg。
➢历史
谭庆麟教授是中国贵金属领域的主要奠基人 和开拓者。1962年组建昆明贵金属研究所并领 导建立贵金属扩大和试验生产车间。研究成果 已分别用于我国最大的贵金属再生生产厂和铂 族金属生产基地的生产中。他对炼锡炉渣和含 铜钴土矿的物理化学系列研究颇具创新性。负 责创建和领导云南省经济技术研究中心，是省 的高级咨询专家。他治学严谨，为中国培养造 就了一大批科技人才。
贵金属冶金及其材料
铂族金属冶金与材料部分 主讲教师：金哲男 2011年4月
第四章 铂族金属概论
定义及历史
本
章
应用及地位
主
要
资源及分布
内
冶金及再生
容
生产及消耗
定义及历史
绪论
➢定义
铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(It)、锇(Os)、钌(Ru)、 金(Au)、银(Ag)8种金属元素，在地壳中含量稀少，提取 困难，但性质优越，应用广泛，价格昂贵，在所有金属 元素中成为“贵族之家”，统称为“贵金属”（Precious Metals 简写为PMs)。除了金、银之外，前6种元素称为 “铂族元素（铂族金属）”（Platinum Group Metals 简 写为PGMs或∑Pt)，因资源与产量比金、银少得多，铂族 金属又被称为“稀有贵金属”。
金属材料表面涂层的制备和性能研究
金属材料表面涂层的制备和性能研究一、引言金属材料表面涂层是一种广泛应用于工业制造领域的重要技术。
它可以增加金属材料的耐腐蚀性、抗磨损性、耐高温性、增加美观度等诸多性能。
本文将围绕金属材料表面涂层的制备和性能研究进行详细阐述。
二、表面涂层制备技术金属材料表面涂层的制备技术主要分为物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、物理溅射技术、电沉积技术和喷涂技术。
1、物理气相沉积技术物理气相沉积技术是一种利用高温或低温等对材料进行处理的方法。
常见的制备技术有热喷涂、扩散、蒸镀、电子束物理气相沉积和离子束物理气相沉积等。
其中，电子束物理气相沉积是一种在真空环境下使用电子束对材料进行治疗的方法。
其涂层具有致密、均匀、粘结强度高、硬度高等优点。
2、化学气相沉积技术化学气相沉积技术是一种利用化学反应产生的气体对材料进行处理的方法。
常见的制备技术有化学气相沉积、原子层沉积、金属有机化学气相沉积、光化学气相沉积和超临界流体沉积等。
其中，原子层沉积技术是一种在真空环境下使用化学气相源依据反应原理进行材料沉积的方法。
其具有致密性好、抗腐蚀、高纯度的优点。
3、物理溅射技术物理溅射技术是一种利用电弧、磁控溅射或者电子束等对材料进行处理的方法。
常见的制备技术有直接流电弧、磁控溅射等。
其中，直流电弧是一种使用电弧对材料进行溅射加工的方法。
其具有制备周期短、制备成本低、制备效率高等优点。
4、电沉积技术电沉积技术是一种利用电解质对材料进行处理的方法。
常见的制备技术有电镀和阳极氧化等。
其中，电镀是一种在电解質中使用电流使金属膜沉积于金属表面的方法。
其涂层具有防腐、美观、表面光滑等优点。
5、喷涂技术喷涂技术主要是一种利用喷雾技术将材料均匀地喷涂在金属表面上的方法。
常见的制备技术有火焰喷涂、高速喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等。
其中，等离子喷涂是一种在真空环境下使用等离子体对材料进行处理的方法。
其具有涂层致密、均匀、抗磨损、防腐蚀等优点。
三、表面涂层性能研究金属材料表面涂层的性能直接影响着金属材料的使用寿命和性能。
金属氧化物薄膜的制备与性能优化
金属氧化物薄膜的制备与性能优化随着技术的不断发展和应用的扩大，金属氧化物薄膜成为研究领域的热点之一。
金属氧化物薄膜具有广泛的应用前景，例如电子器件、能源储存与转换以及传感器等领域。
本文旨在探讨金属氧化物薄膜的制备方法以及如何优化和提高其性能。
一、金属氧化物薄膜的制备方法1. 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）物理气相沉积是一种常见的金属氧化物薄膜制备方法。
该方法通过将金属材料加热至高温，使其升华或蒸发，然后由凝华或沉积在基底表面上形成薄膜。
这种方法的优点是制备过程相对简单，可以控制薄膜的成分和结构。
然而，该方法的薄膜质量受到沉积速率和表面质量的限制。
2. 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）化学气相沉积是另一种常用的金属氧化物薄膜制备方法。
该方法通过将金属前驱体蒸发在高温下将其送入反应室，与气体反应生成金属氧化物薄膜。
这种方法具有高成膜速率、较好的控制性能和较低的制备温度等优点。
但是，该方法需要复杂的反应体系和严格的反应条件。
3. 溶液法溶液法是一种简单且经济的金属氧化物薄膜制备方法。
通过将金属前驱体溶解在溶剂中制备金属氧化物溶液，再将基底浸泡在溶液中，经过控制反应时间和温度，形成金属氧化物薄膜。
溶液法具有成本低、制备条件温和等优点，可以制备大面积的薄膜。
但是，溶液法制备的金属氧化物薄膜通常存在易剥离、结晶度低和成膜速率慢等问题。
二、金属氧化物薄膜的性能优化1. 表面修饰金属氧化物薄膜的表面修饰是优化和改善其性能的重要手段之一。
通过控制薄膜表面的形貌、粗糙度和组成等参数，可以增强薄膜的光电性能、抗腐蚀性能和界面稳定性等。
2. 复合材料制备金属氧化物薄膜的复合材料制备是提高其性能的有效途径。
通过将金属氧化物与其他功能材料如碳纳米管、石墨烯等相结合，可以改善薄膜的导电性、力学性能和光吸收性能等。
这种方法可以充分发挥不同材料的优势，实现性能的协同增强。
电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用探讨
电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用探讨众所周知，铂是一种重要的贵金属催化剂，广泛应用于汽车尾气催化转化、燃料电池等领域中。
然而，铂资源十分有限，价格也较高，因此如何降低铂催化剂的成本，提高其催化性能，一直是研究的热点之一。
电化学沉积法是一种制备铂催化剂的重要方法，在本文中我们将探讨电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状及其应用前景。
一、电化学沉积方法的原理电化学沉积法是通过电解液中的还原反应，在电极上将离子还原成金属沉积，从而制备金属催化剂的一种方法。
其中，电化学沉积铂催化剂的原理即为在电极表面，使用电解液溶解的铂盐离子，通过加电势的作用，将铂离子还原成晶粒状的金属沉积在电极表面。
由于沉积的铂晶粒较小，表面活性较高，可有效提高催化剂的催化性能，因此电化学沉积法是制备铂催化剂的一种重要方法。
二、电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状在电化学沉积方法制备铂催化剂的研究中，研究者主要关注以下几点：1、电解液的配方电解液的配方是制备铂催化剂的重要因素之一，它不仅影响到铂离子的还原情况，还会影响到沉积后催化剂的催化性能。
研究者通过改变电解液中铂盐的浓度和种类，尝试寻找最优的配方。
例如，对于铂的溶剂电沉积，补充适量的氯化物离子可以使沉积速率增加，但会降低铂的分散度，从而影响催化剂的催化性能。
2、电沉积条件的优化制备铂催化剂需要控制的电沉积条件包括电位、电流密度、沉积时间等，研究者对这些条件进行优化以达到最佳效果。
例如，在一定电位和电流密度下，适当延长电沉积时间会使铂晶粒更加细小，表面更加活性。
3、合成方法的改进除了上述控制条件外，一些研究者还尝试采用不同的电解液和电极材料、脉冲电沉积等方法来制备铂催化剂，并与传统方法进行比较。
例如，研究表明，采用脉冲电沉积可以增加铂催化剂表面的金属还原次数，从而提高催化剂的长期稳定性。
三、电化学沉积方法制备铂催化剂的应用前景电化学沉积法制备铂催化剂的方法具有以下优势：1、催化剂的制备过程稳定可控，较为简单易操作。
CVD技术
化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用蔡兆机硕113班030110455摘要：难熔金属由于其独特的性能，在当今科学领域的应用越来越重要。
化学气相沉积法成功制取高纯致密难熔金属有利于其应用的推广。
采用化学气相沉积法在难熔金属材料表面制备铂族金属薄膜作为高温抗氧化涂层，更扩展了难熔金属材料在高科技领域的应用。
关键词：难熔金属；CVD；化学气相沉积；1引言难熔金属材料的制备方法主要是粉末冶金、电弧熔炼和电子束熔炼等。
经过几十年的发展，许多制备加工新技术已应用到难熔金属材料工业中，包括粉末注射成形(PIM)、放电等离子体烧结(SPS)、定向凝固、热机械加工、电磁共振技术、单晶技术及化学气相沉积技术等[1,2,3,4]。
化学气相沉积(Chemical V apor Deposition，简称CVD)是在热、光和等离子体等的激活和驱动下使气态物质在气相或气固界面上发生化学反应，从而制得稳定固态沉积物(或赋予固体材料表面某种特性)的一项材料制备技术。
沉积反应可分为均相反应和多相反应，它们分别在气相和气/固界面上发生，前者形成粉末，后者形成薄膜。
CVD是一种原子或原子集团沉积过程，过程本身具有提纯作用，因而其沉积层亦具有高纯高致密特征。
由于化学反应的多样性，使得CVD作为一种材料制备技术具有灵活多样的特点，构成了CVD制备多种材料的化学工艺基础。
从理论上讲，几乎所有的纯金属材料均可以采用CVD技术制备，CVD已成为材料制备技术的一个重要分支。
与其他制备方法相比，CVD技术具有适应性强、可选择性多及设备相对简单等特点：①是一种静成型技术，特别适合外形复杂器件(如喷管、坩埚等)的制备成型；②大幅降低了材料成型温度，对制备高熔点材料特别具有优势；③CVD制备的材料致密度高、纯度高。
CVD技术应用于贵金属及难熔金属的制备历史并不长，20世纪70年代，前人采用金属无机物为前驱体沉积的贵金属薄膜质量难以令人满意。
80年代，采用贵金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法制备贵金属薄膜或涂层材料，薄膜的纯度和致密性得以解决。
高温抗氧化铱涂层材料的研究进展
高温抗氧化铱涂层材料的研究进展李艳琼;谭志龙;毕琚;张俊敏;闻明【摘要】The coatings of Ir possess many advantagies, such as the antioxidation, high conductivity, strong catalytic activity and outstanding corrosion resistant. Therefore, the Ir coatings are widely used in electronics, antioxidation and catalytic areas. The research progress, application areas and the main preparation methods of high - temperature antioxidation Ir coatings were introduced in this paper and the existing problems and the development tendency were also discussed.%铱涂层具有良好的抗氧化性能、高的电导率、很强的催化活性以及很好的抗腐蚀性等.这使它在电学、抗氧化涂层、催化领域都有广泛的应用.文章阐述了高温抗氧化铱涂层材料的研究发展现状及其应用领域,介绍了其主要制备方法和存在的问题,并且预测了铱涂层将来的发展趋势.【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2012(033)004【总页数】6页(P75-80)【关键词】复合材料;铱;涂层;高温抗氧化;应用【作者】李艳琼;谭志龙;毕琚;张俊敏;闻明【作者单位】昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106【正文语种】中文【中图分类】TG146.3+4高温合金因其优异的高温性能，被广泛应用于各种燃气涡轮机以及各种航天器、火箭发动机、核反应堆、舰艇、发电厂、石油化工设备等重要领域。
MOCVD 介绍
• 金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法不仅具有CVD
方法的全部特征，而且由于以金属有机物为蒸发 源，表现出许多独有的特点。
所用的先驱体为挥发性较高的金属有机化合物 活性较高，受热容易分解 金属有机源分解以及金属单质或其氧化物涂层形 MOCV 成均可在较低温度下完成 D优点 沉积组分可多元化 可在钢等热敏感基体上沉积，扩大基体材料选择 范围
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MOCVD沉积铱膜装置示意图
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４
CVD铂、铱的动力学研究
Pt沉积速率在基体温度为550℃时达到最大值, 小于550℃ 时随沉积温度升高而直线上升, 而大于550℃时随沉积温度升 高而直线下降。Pt的沉积速率随沉积源加热温度的升高直线增 加, 通入氩气流速增加会降低Pt的沉积速率。Ir薄膜沉积速率
金属、半导体元素、碳化物、氮化物、 硼化物等 可控制膜的组成及晶型; 能均匀涂覆几何 形状复杂的零件; 沉积膜层纯度高、致密、 与基体结合牢固
可沉积物质 化学气相沉 积(CVD) 优点
化学气相沉积法(CVD)是目前制备具有优异性能涂层的有效方法之一， 用CVD方法，通过控制沉积参数，不但可以沉积出致密、结合力良好的 以及厚度可控的金属涂层，而且可以不受基体形状的影响。
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5 MOCVD法制备多层Ir涂层的显微结构
沉积过程在竖式热壁MOCVD炉中进行。先 驱体挥发温度Tp 在170～220 ℃变动;沉积温 度即先驱体热解温度Td 在400 ～ 550 ℃变动; 真空度保持在1～10 Pa;每次使用先驱体2 g, 先驱体到温后保温0.5h;无H2、O2 等反应性气 氛。
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与沉积温度之间的关系和Pt相似, 沉积温度在750℃时的沉积