第三章_功能薄膜材料..
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第三章薄膜制造技术光学薄膜可以采用物理汽相沉积( PVD )和化学液相沉积(CLD )两种工艺来获得。
CLD 工艺简单,制造成 本低,但膜层厚度不能精确控制, 膜层强度差,较难获得多层膜,废水废气对环境造成污染, 已很少使用。
PVD 需要使用真空镀膜机,制造成本高,但膜层厚度能够精确控制,膜层强度好,目前已广泛使用。
PVD 分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。
制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识用物理方法制作薄膜,概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量,使它分解为原子、分子或少数几 个原子、分子的集合体(从广义来说,就是使其蒸发),并使它们在其他位置重新结合或凝聚。
在这个过程中,如果大气与蒸发中的物质同时存在,那就会产生如下一些问题: ① 蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒,难以制得均匀平整的薄膜; ② 空气分子进入薄膜而形成杂质; ③ 空气中的活性分子与薄膜形成化合物;④ 蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成 化合物,从而不能进行正常的蒸发等等。
因此,必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去,这个过程称为抽气。
空气压力低于一个大气压的状态称为真空, 而把产生真空的装置叫做真空泵,抽成真空的容器叫做真空室,把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。
制作薄膜最重要的装备是真空设备.真空设备大致可分为两类:高真空设备和超高真空设备。
二 者真空度不同,这两种真空设备的抽气系统基本上是相同 的,但所用的真空泵和真空阀不同,而且用于真空室和抽气系统的材料也不同, 下图是典型的高真空设备的原理图,制作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类。
下图是超高真空设备的原理图,在原理上,它与高真空设备 没有什么不同,但是,为了稍稍改善抽气时空气的流动性, 超高真空设备不太使用管子,多数将超高真空用的真空泵直 接与真空室连接,一般还要装上辅助真空泵(如钛吸气泵) 来辅助超高真空泵。
3.1高真空镀膜机 1•真空系统现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。
薄膜材料的制备及性能研究第一章:薄膜材料的基础知识薄膜材料是指厚度在一个纳米到几微米之间的材料,由于其具有较大的比表面积和界面能,从而表现出了明显的物理和化学性质,应用广泛。
薄膜材料可以制备出各种不同形态和结构的材料,包括单层,多层和复合薄膜。
薄膜可以用于制备各种功能性材料,例如光电材料,传感器,能源材料和生物医学材料等。
因此薄膜材料的制备和性能研究已经成为了材料科学中一个重要的研究方向。
第二章:薄膜制备技术薄膜制备技术可以分为物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD),溶液法和电化学法等。
其中PVD主要应用于粘附性要求高的金属材料,CVD是为了制作半导体器件而发展出来的技术。
溶液法和电化学法则可以用来制备具有大面积、低成本和环境友好等特点的薄膜材料,因此是应用最为广泛的制备技术之一。
采用这两种技术制备的薄膜具有谷电导,谷光导和电化学性质等。
第三章:薄膜材料的性能研究具体来说,薄膜材料的性能包括表面化学性质、表面结构、光电性质和力学性质。
如表面化学性质可以通过XPS、FTIR和Tof-SIMS等技术进行表征,表面结构可以利用STM和AFM等技术来研究;光电性质则可以通过光谱测量和电学测试等手段来探究,力学性质则可以通过纳米压痕实验等方法来研究。
另外,薄膜材料的吸湿性、稳定性和生物相容性也是需要考虑的因素。
第四章:薄膜材料的应用领域举例薄膜材料由于其独特的性质,在许多领域中都有着广泛的应用。
以太阳能电池为例,在这种光电器件中,薄膜材料被用来制作光电转换器件和透明电极等部件,这直接关系到其光电性能和机械稳定性。
另外,在生物医学领域中,薄膜材料可以用来制备药物输送系统和人工血管等医学器械,用于有效地传递和释放药物。
第五章:未来展望在未来,薄膜材料将面临更加广泛和深入的应用前景。
例如,在生物医学领域中,薄膜材料可以用于制备智能药物释放系统,这将为治疗慢性疾病提供更有效的途径。
此外,在电子器件中,薄膜材料可以用于制作超薄管道、柔性器件和透明电极等。
光学薄膜技术第三章——薄膜制造技术—-—-———-—--—--———————-—-——--——-—作者:—--—-————-——--—-————-———————-———日期:第三章薄膜制造技术光学薄膜可以采用物理汽相沉积(PVD)和化学液相沉积(CLD)两种工艺来获得.CLD工艺简单,制造成本低,但膜层厚度不能精确控制,膜层强度差,较难获得多层膜,废水废气对环境造成污染,已很少使用.PVD需要使用真空镀膜机,制造成本高,但膜层厚度能够精确控制,膜层强度好,目前已广泛使用。
PVD分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。
制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识用物理方法制作薄膜,概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量,使它分解为原子、分子或少数几个原子、分子的集合体(从广义来说,就是使其蒸发),并使它们在其他位置重新结合或凝聚.在这个过程中,如果大气与蒸发中的物质同时存在,那就会产生如下一些问题:①蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒,难以制得均匀平整的薄膜;②空气分子进入薄膜而形成杂质;③空气中的活性分子与薄膜形成化合物;④蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成化合物,从而不能进行正常的蒸发等等.因此,必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去,这个过程称为抽气。
空气压力低于一个大气压的状态称为真空,而把产生真空的装置叫做真空泵,抽成真空的容器叫做真空室,把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备.制作薄膜最重要的装备是真空设备.真空设备大致可分为两类:高真空设备和超高真空设备.二者真空度不同,这两种真空设备的抽气系统基本上是相同的,但所用的真空泵和真空阀不同,而且用于真空室和抽气系统的材料也不同,下图是典型的高真空设备的原理图,制作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类.下图是超高真空设备的原理图,在原理上,它与高真空设备没有什么不同,但是,为了稍稍改善抽气时空气的流动性,超高真空设备不太使用管子,多数将超高真空用的真空泵直接与真空室连接,一般还要装上辅助真空泵(如钛吸气泵)来辅助超高真空泵。
薄膜材料有哪些
薄膜材料是一种在工业和科技领域中应用广泛的材料,它具有轻薄、柔韧、透明、耐腐蚀等特点,在电子、光学、医疗、包装等领域有着重要的应用。
薄膜材料的种类繁多,下面将介绍一些常见的薄膜材料及其应用。
首先,聚酯薄膜是一种常见的薄膜材料,它具有优异的机械性能和化学稳定性,适用于印刷、包装、电子等领域。
在包装领域,聚酯薄膜常用于食品包装、药品包装等,其优异的透明性和耐热性能使得产品更加吸引人。
在电子领域,聚酯薄膜常用于制备电子元件、电池等,其优异的绝缘性能和耐高温性能使得电子产品更加稳定可靠。
其次,聚乙烯薄膜是另一种常见的薄膜材料,它具有良好的柔韧性和耐磨性,
适用于包装、农业覆盖、建筑防水等领域。
在包装领域,聚乙烯薄膜常用于塑料袋、保鲜膜等,其良好的密封性和抗拉伸性能使得产品更加实用。
在农业领域,聚乙烯薄膜常用于大棚覆盖、地膜覆盖等,其良好的透光性和抗老化性能使得作物更加茁壮生长。
此外,聚丙烯薄膜也是一种常见的薄膜材料,它具有良好的耐高温性和耐化学
腐蚀性,适用于医疗、包装、建筑等领域。
在医疗领域,聚丙烯薄膜常用于制备医用器械、医用包装等,其良好的无菌性和透明性能使得医疗产品更加安全可靠。
在包装领域,聚丙烯薄膜常用于制备各种包装袋、包装盒等,其良好的耐磨性和耐高温性能使得产品更加耐用。
总的来说,薄膜材料在现代社会中有着广泛的应用,不仅提高了产品的质量和
性能,也为人们的生活带来了便利。
随着科技的不断进步,薄膜材料的种类和应用领域还会不断扩展,相信在未来会有更多新型薄膜材料的涌现,为人类社会的发展做出更大的贡献。
薄膜材料的制备方法及其应用第一章薄膜材料薄膜材料是一种表面积极高,厚度在微米到纳米级别的薄片状材料。
薄膜材料具有许多惊人的物理和化学性质,因此在许多不同的应用中都是不可或缺的材料。
薄膜材料的制备方法和应用研究在过去几十年中得到了迅速的发展。
第二章薄膜材料的制备方法首先,我们可以探索一些薄膜材料的制备方法。
以下是薄膜材料的几种主要制备方法:2.1 溅射溅射是得到薄膜材料的最常用方法之一。
通过放置目标材料在真空腔体内,与材料中的离子进行碰撞设计使得薄膜附着在基底上。
这种方法具有较高的质量和卓越的控制性能,被广泛应用于高分子材料,金属溅射薄膜和半导体设备。
2.2 化学气相沉积法一种典型的化学气相沉积法是热原子层沉积(HALCVD)。
其工作原理是利用化学反应将保持在气相状态的气体分压制造出所需的化合物,并将其沉积在基底表面。
由于产生的薄膜具有较高的均匀性、良好的纯度以及出色的控制性,因此广泛应用于显示器、光电器件等生产工艺中。
2.3 溶液工艺溶液法是一种制备大面积有机电子薄膜的简便方法。
这种方法的基本思路是将活性有机物放置在有机介质中溶解成一种溶液,然后将溶液高精度地喷涂在表面上。
产生的薄膜可以在常温下制成,并在通用设备和热塑性基质上进行涂覆。
由于其高质量的器件制作能力,从有色涂料到电子材料验证都有广泛用途。
第三章薄膜材料的应用3.1 晶体管和二极管薄膜材料作为晶体管和二极管中的材料,其制备和应用技术一直是电子行业的重点。
这些设备通常需要具有高面积、低导电电阻、高纵向导电性能和高晶格匹配度的特殊特性,以满足当前技术和市场的良好表现。
3.2 柔性电子柔性电子是指能够以各种方式或经受曲折、弯曲、侵蚀和扭曲。
由于薄膜材料具有优越的柔性、弯曲和可塑性、可在各种表面上涂覆、耐黄变和耐水洗性能,因此在该领域也起着重要作用。
该类应用,尽管其特殊性和复杂性所限制,但在智能手机、电脑、电视等产品中得到了广泛应用。
3.3 生物技术有机薄膜和金属薄膜都广泛应用于生物技术领域。
第三章第四节《塑料、纤维和橡胶》教案(人教版选修1)教案2、纤维(1)天然纤维:棉花、羊毛、蚕丝、麻等(2)合成纤维:如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”(3)合成纤维原料:石油、天然气、煤等3、橡胶(1) 天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯:(2)合成橡胶:通用橡胶和特种橡胶(3) 硫化橡胶:具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。
二、复合材料教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[投影][引入]你能找出有那些物品是合成材料吗?[板书] 第四节塑料、纤维和橡胶一、合成材料[讲]日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料,简称合成材料。
随着社会的发展和科技的进步,合成材料的运用越来越广泛,它们在社会生活中起了越来越重要的作用。
可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃,推动人类社会的进步。
今天,我们将来学习合成材料的三大主要成员:塑料、合成纤维、合成橡胶。
[板书]1、塑料(plastic)1、塑料(plastic)(1)成分:主要成分和添加剂,合成树脂、增塑剂、防老化剂[ 投影][板书](2)制备:聚合反应[ 投影][板书](3)分类:①热塑性:有机高分子化合物(如聚乙稀)受热熔化成流动的液体,冷却后成固体,这种现象叫热塑性。
[ 投影][板书]②热固性:有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化,这种现象叫热固性。
如酚醛塑料。
[板书]③线型结构和体型结构[问]教师用力拉一下食品袋或橡皮筋,然后放松,问学生观察到什么现象?(弹性),又问为什么会具有弹性呢?在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。
淀粉、纤维素是C—C、C—O单键,蛋白质是C—C,C—N单键,聚乙烯是C—C单键,这些键可以自由旋转,所以高分子是蜷曲的长链,弹性就可以证明了这一点,小分子短就不会具备这种性质。
[问]长链分子又怎样组成物质的呢?橡皮筋和硬橡皮的区别?[讲]①线型结构(直链或带支链),如淀粉、纤维素、聚乙烯等。
薄膜材料有哪些
薄膜材料是一种在工业和科技领域中广泛应用的材料,它具有许多独特的特性
和优势。
薄膜材料主要是指厚度在纳米级到微米级之间的材料,通常由聚合物、金属、陶瓷等材料制成。
在各种领域中,薄膜材料都发挥着重要作用,比如在光学、电子、医疗、能源等方面都有着广泛的应用。
首先,薄膜材料在光学领域中有着重要的应用。
光学薄膜材料具有优异的透明
性和反射性能,可以用于制造光学镜片、滤光片、太阳能电池等产品。
这些产品在光学仪器、光学通信、光学显示等领域中有着重要的作用,为人们的生活和工作提供了便利。
其次,薄膜材料在电子领域也有着广泛的应用。
例如,薄膜材料可以用于制造
柔性电子产品,比如柔性显示屏、柔性电池等。
与传统的硬性电子产品相比,柔性电子产品更轻薄便携,可以更好地适应各种复杂的环境和形状,因此备受市场青睐。
此外,薄膜材料在医疗领域中也有着重要的应用。
例如,医用薄膜材料可以用
于制造医用敷料、手术器械包装、医用隔膜等产品。
这些产品具有优异的透气性、防水性和抗菌性能,可以有效地保护伤口,预防感染,为患者的康复提供保障。
最后,薄膜材料在能源领域中也有着重要的应用。
例如,太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等产品都需要使用薄膜材料作为关键部件。
薄膜材料具有优异的导电性、光学性能和化学稳定性,可以有效地提高能源转换效率,推动清洁能源的发展。
总的来说,薄膜材料是一种具有广泛应用前景的材料,它在光学、电子、医疗、能源等领域都有着重要的作用。
随着科技的不断进步和创新,相信薄膜材料将会有更多的新应用出现,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。