纳米TiO2薄膜在光纤上的沉积

采用液相沉积法(LPD),在40℃通过向氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐钛矿型TiO2纳米晶,在光纤上沉积出具有光催化活性的TiO2薄膜.并对其进行了XRD测试和SEM测试,探讨了处理温度、沉积时间和次数等对TiO2薄膜的表面与界面及薄膜厚度的影响.结果表明利用液相沉积法可以在较低的温度下制备TiO2薄膜,并通过热处理可得到均一的TiO2薄膜;随着沉积时间的延长,或者是沉积次数的增加,沉积在光纤上的TiO2的厚度也随之增加,薄膜的透明度和颜色也随之发生变化;由于沉积在光纤表面的TiO2与基质SiO2之间形成Si-O-Ti键,使得基质与沉积在表面的TiO2薄膜间形成了紧密地结合.     

热处理对纳米TiO_2薄膜结构的影响及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米TiO2薄膜,通过热处理改变其结构性能,X-射线衍射结果表明,经100℃处理后无明显衍射峰,纳米TiO2薄膜为非晶态,没有发生结构转变;经450℃处理后出现明显的锐钛矿结构衍射峰,但衍射峰的强度较弱,生长过程中锐钛矿在(101)面上具有一定的择优取向;经650℃处理后出现金红石结构衍射峰。催化降解性能表明,经450℃处理后得到的锐钛矿结构纳米TiO2薄膜具有较好的光催化性。     

Si(100)衬底上(110)取向La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3薄膜的制备与性能

用脉冲激光沉积法在Si(100)衬底上制备了(110)择优取向的La2/3Sr1/3MnO3薄膜,研究了环境氧压对薄膜结晶度、取向、表面形貌和微结构的影响。结果表明:10Pa氧压下沉积的薄膜具有高结晶度的(110)择优取向,晶粒分布均匀,晶粒分布均匀,表面均方根粗糙度Rrms为1.35 nm。与无明显择优取向的薄膜相比,(110)择优取向的La2/3Sr1/3MnO3薄膜具有较高的饱和磁化强度(Ms)、金属-绝缘体相变温度(TM-I)和较低的电阻率(ρ)。     

电场热处理工艺制备Li+,Sb3+掺杂TiO2光催化薄膜

以钛酸四丁酯和LiNO3,SbCl3为原料,利用电场热处理工艺在石英玻璃表面制备出一层Li ,Sb3 掺杂的TiO2光催化薄膜,采用XRD和AFM等测试手段分析了Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜在电场热处理过程中的晶化行为.然后在理论上分析了外电场对TiO2薄膜热处理过程的影响,提出了通过引入外电场促进Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜从锐钛矿到金红石相转变的方法.通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明在400℃电场热处理条件下的TiO2薄膜的光催化效率高于未引入电场热处理的TiO2薄膜.     

溶胶凝胶法制备〈100〉择优取向钛酸锶钡薄膜

采用适当热处理工艺得到择优取向Ni片,通过溶胶凝胶方法制备〈100〉择优取向BST薄膜,并对薄膜的铁电性及漏电流特性进行了初步研究.结果表明以三氟乙酸代替冰醋酸、以异丙醇钛代替钛酸四丁酯更易得到〈100〉取向BST薄膜,该薄膜在还原气氛中(H2/N2=3/97)热处理后得到〈100〉择优取向BST薄膜.该技术在集成电容、介电可调器件、超导材料缓冲层方面有潜在的应用.     

Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.     

热处理对纳米TiO2薄膜结构的影响及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米TiO2薄膜，通过热处理改变其结构性能，X-射线衍射结果表明，经100℃处理后无明显衍射峰，纳米TiO2薄膜为非晶态，没有发生结构转变：经450℃处理后出现明显的锐钛矿结构衍射峰，但衍射峰的强度较弱，生长过程中锐钛矿在（101）面上具有一定的择优取向：经650℃处理后出现金红石结构衍射峰。催化降解性能表明．经450℃处理后得到的锐钛矿结构纳米TiO2薄膜具有较好的光催化性。     

Zr含量对磁控溅射Mg-Zr-O薄膜微观结构和放电性能的影响

采用磁控溅射在玻璃基底上沉积Mg-Zr-O 复合介质保护膜,研究Zr掺杂含量对薄膜微观结构和放电性能（着火电压,最小维持电压）的影响。结果发现,沉积的Mg-Zr-O薄膜晶粒细小,微观结构仍然保持MgO的面心立方NaCl型结构,所掺杂的Zr以Zr4+形式置换固溶于MgO晶格中。当掺杂Zr浓度为2.03at%时,薄膜具有最强的（200）择优取向和最小的表面粗糙度。适当Zr掺杂的Mg-Zr-O薄膜和纯MgO薄膜相比,其着火电压和最小维持电压分别降低了25和15 V。     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

等离子辅助电子束蒸发La2O3薄膜的制备

采用等离子辅助电子束蒸发,在Si(100)衬底上沉积La2O3薄膜.随后对非晶的沉积态薄膜在750℃和900℃分别退火1 h.实验结果表明,采用等离子辅助电子束蒸发,可以获得非晶态的La2O3薄膜;经750℃热处理后,薄膜部分晶化;经900℃热处理后,薄膜显著晶化,晶粒尺寸明显增大,并沿(002)方向择优取向.对薄膜I-V特性的测量结果表明,沉积态薄膜具有较小的漏电流,但随着热处理温度升高,薄膜晶化程度提高,薄膜漏电流逐渐增大;对薄膜透过率的测量结果表明,单面抛光的Si衬底上沉积La2O3薄膜,在近红外范围内有明显的增透效果,最大可达20%左右.     

纳米二氧化钛薄膜制备研究进展

根据近年来国内外TiO2功能薄膜的研究现状,对化学气相沉积法、水解-沉淀法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、溅射法、离子束辅助沉积法等化学和物理制备方法的研究进展进行了综述,并对其优缺点进行了比较和评述.     

Photocatalytic Active Titania Thin Films through Oxidation of Metallic Ti in Aqueous H2O2 Solutions Containing Various Block Copolymers

利用添加了嵌段共聚物P123、F127及硝酸的双氧水溶液直接氧化钛金属基体制备不同纳米形貌TiO2光催化薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等技术分析样品的微观结构和形貌,以光催化降解若丹明B测定薄膜的光催化性能。结果表明,Ti-H2O2反应体系中仅添加嵌段共聚物的薄膜结晶呈树枝状,加入硝酸后薄膜形成纳米花结构。450oC热处理后,薄膜为锐钛矿与金红石的混晶结构,平均晶粒尺寸在12～20nm之间。薄膜的间接禁带宽度为2.65～2.85eV,显著低于TiO2块体。添加P123获得的薄膜的光催化性能优于添加F127的薄膜。     

Ti-H2O2反应添加嵌段共聚物制备光催化活性的TiO2薄膜

利用添加了嵌段共聚物P123、F127及硝酸的双氧水溶液直接氧化钛金属基体制备不同纳米形貌TiO2光催化薄膜.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术分析样品的微观结构和形貌,以光催化降解若丹明B测定薄膜的光催化性能.结果表明,Ti-H2O2反应体系中仅添加嵌段共聚物的薄膜结晶呈树枝状,加入硝酸后薄膜形成纳米花结构.450℃C热处理后,薄膜为锐钛矿与金红石的混晶结构,平均晶粒尺寸在12～20 nm之间.薄膜的间接禁带宽度为2.65～2.85 eV,显著低于TiO2块体.添加P123获得的薄膜的光催化性能优于添加F127的薄膜.     

高取向低粗糙度金刚石薄膜生长的研究

目的研究热丝化学气相沉积(HFCVD)工艺对金刚石薄膜生长的影响,确定影响金刚石薄膜生长的因素。方法采用热丝CVD法,以丙酮为碳源,在不同晶面的Si衬底上沉积金刚石薄膜,通过金相显微镜、X射线衍射仪分析薄膜生长特性。结果不同沉积温度下生长的金刚石薄膜表面形貌差异很大。在高、低碳源浓度下分别获得了(400)和(111)晶面取向的金刚石薄膜。采用分步沉积法,改善了成膜的效率。结论气源浓度和生长温度是影响金刚石薄膜生长的重要因素,分步沉积法对于金刚石薄膜的生长有较大影响。     

SiO2薄膜改善Ti6Al4V合金恒温氧化行为的研究

介绍了用溶胶-凝胶/表面活性剂模板/添加剂的方法制备的SiO2薄膜对Ti6Al4V合金恒温氧化性能的影响.恒温氧化实验结果表明,制备的SiO2薄膜具有良好的抗恒温氧化性能.涂覆薄膜的试样表面形成了较薄的混合氧化膜.机理分析认为,该混合氧化物膜的生长机制由向内扩散的氧元素和向外扩散的金属元素控制.      

沉积温度和退火处理对BCN薄膜结构的影响

采用脉冲激光沉积技术,在Si(100)基片上制备了BCN薄膜,研究了沉积温度和退火处理对BCN薄膜组分和结构的影响。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的BCN薄膜进行了表征。结果表明:沉积温度升高时,BCN薄膜的组分无明显改变。所制备的BCN薄膜包含B—N,C—B和C—N化学键,是由杂化的B—C—N键构成的化合物。真空退火温度为700℃时,BCN薄膜结构稳定;大气退火温度达到600℃时,BCN薄膜表面发生氧化分解,同时有C≡N键形成,表明C≡N键具有较好的高温热稳定性。     

高功率脉冲磁控溅射制备非晶碳薄膜研究进展

非晶碳薄膜主要由sp3碳原子和sp2碳原子相互混杂的三维网络构成,具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损、耐腐蚀以及化学稳定性等优异性能。然而传统制备方法难以实现薄膜结构及其性能的综合调控,高功率脉冲磁控溅射因其离子沉积特性受到领域内专家学者的关注。总结了近年来关于高功率脉冲磁控溅射制备非晶碳薄膜材料的研究进展。重点介绍了高功率脉冲磁控溅射石墨靶的放电特性,指出了其在沉积非晶碳薄膜过程中获得高碳原子离化率的条件。针对离化率和沉积速率低,主要从提高碳原子离化率和碳离子传输效率等角度,介绍了几种改进的高功率脉冲磁控溅射方法。并对比了不同高功率脉冲磁控溅射方法中的碳原子离化特征、薄膜沉积速率、结构和力学性能。进一步地,探讨了高功率脉冲磁控溅射在制备含氢非晶碳薄膜和金属掺杂非晶碳薄膜中的优势及其在燃料电池、生物、传感等前沿领域的应用。最后,对高功率脉冲磁控溅射石墨靶的离子沉积特性、非晶碳薄膜制备及其应用研究趋势进行了展望。     

靶基距对Cu/Si(100)薄膜结构和残余应力的影响

采用高功率调制脉冲磁控溅射(MPPMS)技术在 Si(100)基体上沉积 Cu 薄膜,SEM 观察薄膜厚度及生长特征、XRD 分析薄膜晶体结构、nanoindentor 测量薄膜纳米硬度和弹性模量、Stoney 公式计算薄膜残余应力,研究沉积过程靶基距对 Cu / Si(100)薄膜沉积速率、微结构及残余应力的影响。 随着靶基距的增大,薄膜沉积速率降低,薄膜的生长结构由致密 T 区向 I 区转变,Cu(111)择优生长的晶粒逐渐减小,薄膜纳米硬度和弹性模量也相应降低,残余拉应力约为 400 MPa。 较小靶基距时增加的沉积离子通量和能量,决定了薄膜晶粒合并长大体积收缩过程的主要生长形式,导致了 Cu / Si(100)薄膜具有的残余拉应力状态。 MPPMS 工艺的高沉积通量和粒子能量可实现对 Cu / Si(100)薄膜残余应力的调控。     

工艺参数对磁控溅射制备 TiO2 薄膜结晶性的影响

目的探究TiO2薄膜结晶性与工艺参数之间的规律。方法采用直流反应磁控溅射法,改变工艺条件(样品位置、溅射功率、氧气分压、是否开转架、沉积温度以及是否退火),在普通载玻片基底上制备TiO2薄膜,并利用XRD和SEM对不同工艺参数下获得的TiO2薄膜进行分析。结果在靶基距固定的情况下,仅改变样品悬挂的上下位置时,薄膜的结晶性差别不大。随着溅射功率在一定范围内增大,薄膜的结晶性越来越好(趋于锐钛矿晶型)。与氧气分压为5%时相比,10%时的薄膜结晶性更优;与开转架时相比,不开转架时薄膜的结晶性更优。沉积温度在300,350℃两者之间变化时,对薄膜的结晶性影响不大。退火后薄膜的结晶性优于未退火薄膜。结论样品位置、沉积温度对于TiO2薄膜的结晶性影响不大;氧气分压、是否开转架对TiO2薄膜的结晶性有一定影响;溅射功率、退火与否对TiO2薄膜的结晶性影响较大,并且退火后出现金红石相。     

Amorphous sol-gel SiO2 film for protection of Ti6Al4V alloy against high temperature oxidation

Amorphous SiO₂ thin films were deposited on Ti6Al4V alloy by sol-gel processing. Isothermal and cyclic oxidation tests of the coated and uncoated specimens were performed at 700 and 800 °C. The SiO₂ film exhibited beneficial effects on the oxidation resistance of the alloy. Titania scales formed on the uncoated specimens, and severe spallation and stratification of the scales were observed. The oxidation rates of the silica coated specimens were decreased significantly. The silica film shrunk to about a quarter in thickness, probably by mechanism of crystallization of silica and evaporation of the organic additments. The oxide scales formed on the coated specimens were multilayered. Beneath the silica film, formation of a thick rutile titania layer followed by a thin alumina layer occurred. Above the silica film, alumina plus minor titania layer formed. It is deduced therefore that the growth of the multilayered and mixed oxide scales was dominated by both outward diffusion of metal and inward diffusion of oxygen.