磁控溅射PP基氧化锌／铜层状膜性能研究

用磁控溅射法在PP非织造布表面沉积氧化锌/铜薄膜来增加抗静电、抗菌、抗紫外等性能．研究首先采用正交试验设计方法沉积铜薄膜,选择最优抗静电性效果的铜膜．铜膜参数为1Pa,20W,5min时,抗静电性能达到最好．接着在沉积最优铜膜的PP表面溅射不同参数氧化锌形成层状膜,并利用扫描电子显微镜进行表面分析．结果表明,ZnO／Cu层状膜比ZnO单层膜颗粒明显且更加致密．经过测试后,镀层状膜的PP具有良好的抗紫外透过性和良好的抗菌性．氧化锌参数为0．5Pa,75W,40min,铜膜参数为1Pa,20W,5min具有最好抗紫外性．     

射频磁控溅射工作气压对涤纶面料表面镀膜的影响

运用射频磁控溅射技术在涤纶非织造面料表面进行溅射镀膜,采用金属和金属氧化物靶材,探讨工作气压对薄膜沉积速率的影响,寻求最佳的溅射工艺参数.用扫描电镜分析镀膜表面微观结构,并测量薄膜厚度,结果表明,沉积速率从大到小分别是铜膜、不锈钢膜、不锈钢氧化膜、铜氧化膜和二氧化钛膜.金属膜在工作气压1.0~1.2 Pa达到最大的沉积速率;而金属氧化物膜在工作气压大约为2.8 Pa时薄膜沉积速率最大.镀膜后的织物外观因薄膜材料不同而呈现不同的颜色:铜膜为黄棕色,不锈钢膜为淡土黄色,铜氧化膜为黑色,不锈钢氧化膜为咖啡色,二氧化钛膜为淡黄色.     

负载纳米TiO2的纯棉抗菌织物

在室温条件下采用射频磁控溅射方法,在纯棉机织物表面沉积TiO2功能纳米结构层.利用原子力显微镜和X射线衍射仪分别分析其表面形貌和晶态结构,同时对负载纳米TiO2织物的抗菌性和耐洗性进行了初步研究.实验表明,在拟定的溅射工艺条件下,纯棉机织物表面沉积了晶粒较为均匀、粒径较小的锐钛矿型纳米TiO2功能结构层,这一功能层使负载织物呈现出优良的抗菌性能;同时负载织物具有良好的耐洗性,经30次洗涤后,其抗菌性能仍保持在很高的水平.     

银/导电共聚物复合涤纶织物的制备与表征

为优化涤纶织物的导电性能,拓展其在柔性电子器件领域的应用前景,以苯胺、吡咯为单体,纳米金属银为靶材,通过溶液聚合法和磁控溅射技术两步法制备了复合导电涤纶织物。研究了纳米金属膜在柔性纤维表面的生长模型,探讨了不同磁控溅射时间对复合织物的微观形貌、结晶性能、化学结构、电化学性能的影响规律。研究结果表明：通过磁控溅射的纳米金属银主要以“层状-岛状模式”在柔性织物基材表面生长;随着溅射时间增加,纳米金属银膜颗粒逐渐变得均匀,但时间过长时反而会变得粗糙,金属银膜在溅射时间为900 s时表现出较好的均匀性和致密性;磁控溅射金属银能够进一步改善复合织物的电化学性能,且在溅射时间为900 s、电流密度为1 mA/cm²时,织物的面积比电容达到峰值(67.1 mF/cm²),相比共聚物/涤纶织物(PANI-PPy/PET)增大了约3.3倍,因此在导电功能性纺织方面具有良好的应用前景。     

技术与市场

余杭县化工装备厂与科研部门合作,共同研制一项新型的表面装饰技术——磁控溅射新工艺。磁控溅射镀膜法,是国外七十年代出现的一种新技术。它溅射速度快、效率高、工艺简单、耗能少、成本低,溅射镀膜时,靶材的选择可以根据需要随意更变,所以任何金属都可以溅射。被加工的工件十分广泛,如塑料、玻璃、陶瓷、泥塑、纤维织物、纸张等等,均可以沉积一层合适的金属或合金膜,膜层厚度可按需要加以控制,其色调也     

磁控溅射功率对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

为了深入研究Ti掺杂ZnO薄膜的光电性能,采用射频磁控溅射技术在硅和玻璃基底上沉积Ti掺杂ZnO(TZO)薄膜.分别利用表面轮廓仪、X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-3600分光光度计和HMS-2000霍尔效应测试系统等表征手段分析溅射功率对TZO薄膜微观结构及光电性能的影响.结果表明:溅射功率对薄膜样品沉积速率的影响呈现先升后降的趋势,对电阻率的影响正好相反.当溅射功率为100W时,薄膜的沉积速率最大,为7.96nm/min,此时电阻率为最小的1.02×10-3Ω·cm;所有TZO薄膜在可见光波段的平均透过率均高于80%,为透明导电薄膜.Ti掺杂后的ZnO薄膜仍为六角纤锌矿结构,具有良好的c轴择优取向,溅射功率为100W时其微观结构均匀、平整、致密,表面形貌最好.     

锦纶织物纳米四氧化三铁颗粒化学复合镀铜

采用纳米颗粒化学复合镀技术,实现锦纶织物纳米Fe3O4颗粒复合镀铜.借助SEM、EDX、XRD及TG,研究镀层表面形貌、成份和结构以及织物热性能,测试镀铜织物的电磁波屏蔽、表面比电阻和耐磨性能.实验结果表明,较普通镀铜织物,纳米Fe3O4复合镀铜层表面粗糙度有所增加,镀层晶格结构没有改变,但晶粒尺寸有所减小,热性能变化不明显,耐磨性稍有增强.当增重率相同时,纳米Fe3O4复合镀铜织物电磁波屏蔽性能较普通镀铜织物有所降低;随着增重率的增加,平均屏蔽效能逐渐增大,表面比电阻逐渐减小.     

磁控溅射参数对钛酸锶钡薄膜生长及介电性能的影响

使用射频磁控溅射系统在Pt/SiO_2/Si基片上沉积了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜,研究了溅射过程中氧氩比与溅射总气压对BST薄膜生长过程及介电性能的影响。通过XRD衍射仪、原子力显微镜等对在不同条件下制备出的薄膜样品进行了性能测试和分析。结果表明:增加氧氩比能够增加薄膜表面晶粒尺寸,提升薄膜的结晶度,增加薄膜的介电常数并降低介电损耗,但同时也会降低薄膜的沉积速率;增加溅射气压会导致薄膜表面晶粒尺寸减小、结晶度降低,薄膜的沉积速率随着溅射气压的增加呈现先增加后降低(溅射气压大于2Pa时)的趋势。     

氧分压对磁控溅射BST薄膜及其介电性能的影响

为了应用平板式射频磁控溅射设备制备出良好介电性能的钛酸锶钡(BST)纳米薄膜,研究了溅射过程中不同氧分压(pO2)对沉积薄膜的化学成分、结晶性、表面形貌、电学性能的影响.实验结果表明:纯氩无氧气氛沉积的BST纳米薄膜化学成分符合化学计量比,经750℃、30 min氧气保护热处理后,呈现出BST材料固有的钙钛矿相,有较高的介电常数(rε=700)和较低的漏电流密度(1.9μA/cm2);氧氩混合气氛沉积的BST纳米薄膜,由于氧负离子反溅射作用,使薄膜的化学成分偏离化学计量比,经相同热处理后,不能形成相应的晶体结构,导致薄膜的rε下降、漏电流密度提高,介电性能变坏;pO2的变化对沉积薄膜的化学成分影响不大.     

溅射气压对ZnO薄膜生长、发光性能和结构的影响

沉积缺陷少、晶粒高度c轴择优生长的ZnO薄膜是制备短波发光器件和压电谐振传感器的关键问题之一.以ZnO为靶材,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备纳米ZnO薄膜,实现了室温下强的紫外受激发射和弱的深能级发射.通过对薄膜表面形貌的观测, 以及对X射线衍射(XRD)谱和室温光致发光(PL)谱的分析,研究了不同溅射气压对ZnO薄膜生长、结构和发光性能的影响.结果显示溅射气压在1.9 Pa-3.5 Pa之间,晶粒直径先增大后减小,在2.6 Pa时晶粒生长到最大;在3.2 Pa时薄膜单一取向性最优,以此推断最佳的溅射气压在2.6 Pa-3.2 Pa之间.实验在玻璃衬底上制备出了XRD衍射峰半高宽仅为0.12°的、高度c轴择优生长的ZnO薄膜.     

短碳纤维增强铜基复合材料的制备及其性能的研究

以化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，采用粉末冶金方法制备了短碳纤维无序增强铜基复合材料，并对复合材料的摩擦磨损性能、力学性能以及导热导电性能进行了研究，研究结果表明：化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，使碳纤维与铜基体结合得较好，用冷压、烧结的粉末冶金法制备出的试样性能良好；碳纤维的加入，虽使复合材料的导热率、电导率有所下降，但仍然保持有良好的导热、导电性能，并且使复合材料的硬度、耐磨性和强度有显著提高，同时碳纤维的加入减小了复合材料的摩擦系数。     

几种高性能芳纶纤维的耐光性评价

利用氙弧灯和碳弧灯分别照射3种高性能芳纶纤维（Kevlar 129,Zylon AS（PBO）和Kermel纤维）,分析它们力学性能的变化.Kevlar 129纤维耐光性最好,Kermel纤维耐光稳定性最差.实验发现,尽管Zylon AS（PBO）纤维初始强力最高,但其耐光性较差,在光照条件下下降剧烈.同时发现碳弧灯下纤维试样的损失比氙弧灯下辐照损失大.通过纤维表观和断裂端形貌观察可清楚看出,这3种高性能纤维都因光辐照损伤,且都有脆性断裂特征.     

Study on PTFE/Kevlar49/PA6 Composites

The mechanical properties and material volume fractions of PTFE/Kevlar49/PA6 composite are studied. The focus of this paper is to get the relationship between the volume fraction of three constituents and the mechanical properties of the composite by doing tensile, hardness and wear test. The effect of the constituent volume fractions was evaluated. Short Kevlar49 fibers reinforced PA6 （Polyamide 6） with PTFE filler were studied in five different combinations. The results of the experiments show that the mechanical properties increase with Keviar fibers increase, then they decrease after the Kevlar fiber volume reaches one number.     

超声波化学镀铜制备钼铜复合粉体

利用超声波化学镀铜技术在钼粉表面进行化学镀铜;探讨预处理、超声波和施镀工艺对钼粉表面化学镀铜的影响;利用X射线衍射判断相组成,用X射线光电子能谱溅射分析复合粉末元素分布,用扫描电镜观察镀覆层的形貌.研究结果表明:通过严格的镀前预处理工艺可以增加钼粉表面的活化点;以乙二胺四乙酸(EDTA)和三乙醇胺(TEA)为双络合剂,在施镀过程中引入超声波,温度和pH值分别控制在50～55 ℃和12.5～13.0,实现钼粉表面的化学镀铜,沉积速度快,复合粉末分散性好;纳米铜微晶吸附在钼粉末周围形成粗糙表面,复合粉末中含有Cu2O,这是纳米Cu微晶颗粒自发氧化的结果.     

单靶溅射法制备CIS薄膜

 通过单靶一步溅射再退火的方法,在钠钙玻璃及镀钼玻璃衬底上制备了铜铟硒(CIS)薄膜。通过优化工艺参数,获得了结晶性良好的CIS 薄膜,分析了溅射沉积薄膜时衬底温度及不同退火温度对薄膜结晶性的影响。研究发现,衬底温度为150℃时,退火获得的CIS 薄膜结晶性最好;不同的退火温度对Mo 衬底上的CIS 薄膜结晶性影响不大。结果表明,靶材的致密度对CIS 薄膜性能有较大的影响,说明一步法制备CIS 薄膜对靶材有较高的质量要求。     

Advanced functional safeguarding composites with enhanced anti-impact and excellent thermal properties

Personal safety protection has played an important role in daily life. Developing advanced functional safeguarding composites with enhanced anti-impact and excellent thermal properties will be a significant development for body armor. Herein, Kevlar fiber reinforced polymers (KFRP) were fabricated by introducing short Kevlar fibers (KFs) into a shear stiffening elastomer (SSE). The storage modulus of KFRP with 15 wt% KFs (KFRP-15%) increased from 222.8 kPa to 830.8 kPa when the shear frequency varied from 0.1 Hz to 100 Hz. KFRP-15% achieved a higher tensile strength (2.65 MPa) and fracture toughness (11.95 kJ/m2) than SSE in the vertical type, showing superior tear resistance. Additionally, KFRP-15% exhibited promising anti-impact properties, which could dissipate the drop hammer impact force from 1.74 kN to 0.56 kN and remained intact after 10 consecutive impacts. Moreover, KFRP-15% also presented excellent stab-resistant performance. In addition, KFRP-15% also showed improved heat transfer properties, flame retardancy, and smoke suppression capabilities. Finally, functional bracers based on KFRP-15% for protection, thermal-dissipation, and flame-retardant were successfully prepared.     

PVA覆膜对Kevlar纤维表面化学镀Cu层性能的影响

通过聚乙烯醇 (PVA) 覆膜处理的方法提高了Kevlar纤维表面金属镀层稳定性和完整性,从而提升了镀层的抗剥落能力.采用弯折剥离实验考察了镀层的抗剥落破坏情况、采用电阻仪和电子万能试验机测试了试样的导电性和力学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了试样的表面形貌和表面化学价态. 结果表明:PVA覆膜能够有效提升金属镀层的抗剥落破坏能力;随着PVA水解浓度的增加,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的表面电阻增加而柔韧性降低;当PVA溶液的水解质量浓度为5 g/L时,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的柔韧性、导电性和抗剥落能力能够维持在最佳状态;在此浓度下,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的表面电阻为0.41 Ω/cm,单丝拉伸强度为2.396 GPa,Weibull分布拟合度为0.988 1.     

蒙脱土改性PET纤维性能

采用熔融插层法制备聚对苯二甲酸乙二酯（PET）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料,对其纤维的结晶性能、力学性能及染色性能进行详细研究.结果表明,与纯PET纤维相比,蒙脱土改性PET纤维具有较高的模量和较低的收缩率,改性纤维的上染率亦有明显提高.含磺酸基团改性的聚对苯二甲酸乙二酯（CDP）/MMT纤维的上染率和上染速率大于PET/MMT纤维,表明蒙脱土和聚合物中的离子基团对促进PET纤维的染色性能有协同作用.     

具有大倾斜角的纤维桥联分析

将基体作为纤维在垂直和水平方向的弹性支承,考虑基体剥落与纤维拉出的完全耦合,基于基体的支承刚度和破坏条件,利用杆件非线性弯曲模型和有限元法,分析了具有大倾斜角的层间短纤维的桥联力与层间裂纹张开位移的关系·数值算例表明,桥联纤维的弯曲变形是局部的,主要是拉伸,在基体剥落与纤维拉出的影响下,韧性较好的芳纶短纤维桥联张开位移较大,可以在桥联中产生较大的能量耗散和增韧作用