纳米薄膜的制备方法 PPT

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纳米保鲜膜ppt

纳米保鲜膜的制造工艺
物理气相沉积
通过物理气相沉积技术，将纳米材料沉积在基材上，形成一层均
匀的薄膜。
化学气相沉积
利用化学反应将前驱体转化为纳米材料，并沉积在基材上形成薄膜。
溶胶-凝胶法
通过溶胶-凝胶反应制备纳米材料，再将其涂布在基材上形成薄膜。
纳米保鲜膜的应用领域
食品包装
药品包装
用于包装食品，延长食品的保鲜期和货架寿命。
由于其优异的阻隔性能和抗氧化性能，纳米保鲜膜在食品的储存和运输过程中能够提供更好的保护，降低破损和变质的风险，提高物流效率和安全性。
03 纳米保鲜膜的市场前景
全球市场现状
全球纳米保鲜膜市场规模持续增长，尤其在食品包装领域应用广泛。
欧美等发达国家对食品安全要求严格，纳米保鲜膜市场需求较大。
亚洲市场增长迅速，尤其在中国和印度等发展中大国，纳米保鲜膜市场潜力巨大。
国内市场现状
国内纳米保鲜膜市场起步较晚，但发展迅速，市场规模不断扩
大。
国家政策支持力度加大，推动纳米保鲜膜在食品包装领
域的应用。
企业研发投入增加，技术水平不断提高，国产纳米保鲜膜品
质逐步提升。
市场发展趋势
01
随着消费者对食品安全和品质的关注度提高，纳米保鲜膜市场需求将持续增长。
02
绿色环保成为全球趋势，纳米保鲜膜作为一种环保材料，将得
3
销售渠道有限
纳米保鲜膜的销售渠道有限，需要开拓更多的销售渠道和合作伙伴，扩大市场份额。
政策挑战
法规监管缺失
目前针对纳米保鲜膜的法规监管尚不完善，对其安全性、质量标准等方面缺乏明确的规范和标准。
政策支持不足
政府对纳米保鲜膜技术的支持力度有限，缺乏相关政策扶持和资金支持。

纳米材料的制备与应用课件

Ag的纳米微粒具有五边形十面体形状。纳米材料的制备与应用课件
纳米材料的制备与应用课件
纳米材料的制备与应用课件
2. 纳米微粒的物理特性
纳米微粒具有大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增加，小尺寸效应，表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致纳米微粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子，这就使得它具有广阔的应用前景。
2.4 表面活性和敏感特性
纳米微粒具有高的表面活性。金属纳米微粒粒径小于5nm时，使催化性和反应的选择性呈特异行为。例如，用Si作载体的Ni纳米微粒作催化剂时，当粒径小于5nm时，不仅表面活性好，使催化效应明显，而且对丙醛的氢化反应中反应选择性急剧上升，即使丙醛到正丙醛氢化反应优先进行，而使脱羰引起的副反应受到抑制。
纳米材料的制备与应用课件
美国国家纳米计划2000年和2001 年的部门预算
2000 年预算 2001 年预算增长率
国家科学基金会 0.97 亿$ 2.17 亿$ 124%
国防部
0.70 亿$ 1.10 亿$ 57%
能源部
0.58 亿$ 0.94 亿$ 66%
航天航空
0.05 亿$ 0.20 亿$ 300%
纳米材料的制备与应用课件
1990年4月IBM 公司的科学家用35个氙原子排列成“IBM”字样, 开创了人类操纵单个原子的先河.
纳米材料的制备与应用课件
（3）纳米生物方面：纳米科技可使基因工程变得更加可控，人们可根据自己的需要，制造出多种多样的生物“产品”。（4）纳米微机械和机器人方面：可以利用纳米微电子学控制形成尺寸比人体红血球小的纳米机器人，直接打通脑血栓，清出心脏动脉脂肪沉积物，也可以通过把多种功能纳米微型机器注入血管内，进行人体全身检查和治疗。药物也可制成纳米尺寸，直接注射到病灶部位，提高医疗效果，减少副作用。

第二章薄膜的制备ppt课件

在信息显示技术中的应用
在信息存贮技术中的应用
• 第二是在集成电路等电子工业中的应用，其中，从外延薄膜的生长这一结晶学角度看也具有显著的成果。
在计算机技术中的应用
在计算机技术中的应用
• 第三是对材料科学的贡献。薄漠制备是在非平衡状态下进行，和通常的热力学平衡条件制备材料相比具有：所得材料的非平衡特征非常明显;可以制取普通相图中不存在的物质;在低温下可以制取热力学平衡状态下必须高温才能生成的物质等优点。
薄膜的主要特性
• 材料薄膜化后，呈现出的一部分主要特性：
•
几何形状效应
• 块状合成材料一般使用粉末的最小尺寸为纳米至微米，而薄膜是由尺寸为1埃左右的原子
或分子逐渐生长形成的。采用薄膜工艺可以研
制出块材工艺不能获得的物质(如超晶格材料)，
在开发新材料方面，薄膜工艺已成为重要的手
段之一。
非热力学平衡过程
无机薄膜制备工艺
• 单晶薄膜、多晶薄膜和非晶态薄膜在现代微电子工艺、半导体光电技术、太阳能电池、光纤通讯、超导技术和保护涂层等方面发挥越来越大的作用。特别是在电子工业领域里占有极其重要的地位，例如半导体集成电路、电阻器、电容器、激光器、磁带、磁头都应用薄膜。
• 薄膜制备工艺包括：薄膜制备方法的选择；基体材料的选择及表面处理；薄膜制备条件的选择；结构、性能与工艺参数的关系等。
(2)双蒸发源蒸镀——三温度法
三温度-分子束外延法主要是用于制备单晶半导体化合物薄膜。从原理上讲，就是双蒸发源蒸镀法。但也有区别，在制备薄膜时，必须同时控制基片和两个蒸发源的温度，所以也称三温度法。
三温度法是制备化合物半导体的一种基本方法，它实际上是在V族元素气氛中蒸镀Ⅲ族元素，从这个意义上讲非常类似于反应蒸镀。图示就是典型的三温度法制备 GaAs单晶薄膜原理。

《薄膜材料的制备》课件

制备方法
1
物理气相沉积法
采用真空状态下物质在表面反应沉积成
化学气相沉积法
2
薄膜的方法，包括等离子体增强化学气相沉积法和分子束外延法等。
在气体氛围中，通过气相反应生成沉积
薄膜，包括金属有机化学气相沉积法和
低压化学气相沉积法等。
3
溶液法
通过化学反应或物理方法，使溶解在溶
液中或游离态的的材料中，厚度在1纳米至1微米之间，具有很多独特的性质和广泛的应用领域。
薄膜材料的应用领域
光电子学
薄膜材料广泛应用于制造LED、太阳能电池等光电学器件，同时也可用于照明和显示领域。
微电子学
薄膜材料的狭窄厚度和多层结构可以制造出微小的电子元件和IC 芯片，促进了微电子学的发展。
电化学法
4
化学溶胶-凝胶法和溶液旋涂法等。
通过电位差驱动溶液中的溶质向电极表面沉积成薄膜，包括阳极氧化法和电解
沉积法等。
质量控制
表面形貌
• 表面光洁度 • 晶体缺陷 • 异质界面及其影响
厚度和成分控制
• 控制成核速率和生长速率
• 反应气体流量和温度的控制
• 使用复合膜技术
结晶结构和晶体质量
涂层和保护层
薄膜材料在航空航天、汽车制造和建筑领域中可以制作高效的涂层和保护层，提高了产品的耐磨性和力学性能。
薄膜材料的制备意义和困难
独特性能
薄膜材料具有高表面积、可控性、多功能性和结构纳米尺度效应等独特性能，与传统材料相比具有很大的优势。
制备困难
由于薄膜材料的厚度非常小，制备过程中需要克服小尺寸效应和表面能变化等问题，因此制备起来比较困难。
• 控制生长速率和生长温度

纳米技术资料PPT课件

纳米科技
磁控溅射法
为了克服成
膜速度低的缺点，
人们设计了磁控
溅射镀膜，在溅
射靶与基片之间
引入了正交电磁
场，使气体分子
被电离的速率提
高了10倍，达到
了真空蒸发法的
成膜速率。
返回
纳米科技
分子束外延镀膜法
分子束外延（MBE）是一种特殊的真空镀膜工艺。
它是在超Байду номын сангаас真空条件下，将薄膜的诸组分元素的分子束流，直接喷到衬底（半导体材料的单晶片）表面上，沿着单晶片的结晶轴方向生长成一层结晶结构完整的新的单晶层薄膜。
纳米科技
LB膜的制备
将一个亲水性（或亲油性）固体表面垂直而缓慢地插入浮有单分子层的水中，将该固体表面垂直上提时，浮着的单分子膜就会附着在表面上，随沉积过程不同，所形成的膜的结构分X、 Y、Z三型。
纳米科技
LB膜的制备
如果这个固体基片反复进出水面，可形成多层膜（最多可达到 500 层），一个分子的纵向长度为 2-3nm ，因此单分子层的厚度亦为2-3nm。
返回
纳米科技
纳米薄膜的应用——磁性薄膜
纳米磁性薄膜可以削弱传统磁记录介质中信息存储密度受到其自退磁效应的限制，并具有巨磁电阻效应，在信息存储领域有巨大的应用前景。
巨磁阻效应：所谓磁电阻是指在一定磁场下电阻改变的现象，巨磁阻就是指在一定磁场下电阻急剧变化的现象。磁场导致电阻增加，称之为正磁致电阻；若导致电阻降低，称之为负磁致电阻。
❖ SAMS的稳定性好，在各种含氧，不含氧的环境条件下，热稳定温度能达到400℃。
返回
纳米科技
LB膜技术及其应用
LB膜是Langmuir-Blodgett（朗谬尔—布罗杰特）在20世纪二、三十年代首先研究的，但在纳米科技发展中，LB膜因其特有的性能受到人们的重视。

新版第六章纳米材料的制备方法课件.ppt

4. 电子束加热：可制备高熔点金属以及相应的氧
化物、碳化物、氮化物等纳米粒子，通常在高真空中使用
5. 微波加热：加热速度快且均匀，节能高效，易于控制，但不适用于金属材料
6. 电弧加热：有气中电弧精选和真空电弧两种
6
6.1.1 物理气相沉淀法(PVD)
• 定义：在整个纳米材料形成过程中没有发生化学反应，主要是利用各种热源促使金属等块体材料蒸发气化，然后冷却沉积而得到纳米材料。主要用于制备金属纳米微粒
精选
27
1. 热分解法：利用金属化合物的热分解反应来制备超微粒的方法。
公式：S1
S2 + G1
常选用有机盐前驱体，由于有机盐易提纯、金属
组成明确，分解温度低，但是价格高，产生的
碳容易进入分解生成物
2. 火花放电法：
例如：氧化铝的制备，在水槽内放入金属铝粒的堆积层，把电极插入层中，利用在铝粒间发生的火花放电来制备微粉
• 物质的微粉化机理： 1. 将大块物质极细地分割（粉碎过程）
2. 将最小单位(原子或分子)组合（构筑过程）
精选
26
• 分类：
粉碎法包括：(用球磨机、喷射磨等进行粉碎)，化学处理(溶出法)等
构筑法包括：热分解法(大多数是盐的分解)，固相反应法(化合物)，火花放电法(用金属铝生产氢氧化铝)等
精选
16
6.2.2 喷雾法
• 定义：是指溶液通过各种物理手段进行雾化获得超微粒子的一种化学与物理相结合的方法。
• 特点：颗粒分布比较均匀，但颗粒尺寸为亚微米到l0 um
• 分类：根据雾化和凝聚过程分为下述三种方法：喷雾干燥法、雾化水解法、雾化焙烧法
精选
17

纳米材料的制备方法及其应用ppt课件

严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
（7）电阻加热法
图电阻加热制备纳米微粒的实验装置图
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
（6）电子束照射法
是利用高能电子束照射母材(一般为金属氧化物如Al2O3 等)，表层的金属-氧(如Al-O键)被高能电子“切断”，蒸发的金属原子通过瞬间冷凝、成核、长大，最后形成纳米金属(如Al) 粉末。 ❖ 目前该方法仅限于获得纳米金属粉末。
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
1、沉淀法
它是将沉淀剂（OH－、CO32－、SO42－等）加入到金属盐溶液中进行沉淀处理，再将沉淀物过滤、干燥、煅烧，就制得纳米级化合物粉末，是典型的液相法。主要用于制备纳米级金属氧化物粉末。它又包括均相
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
热蒸镀法制备的纳米Si粒子在GaSb基板以自组成法制成的粒子
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。

薄膜的制备工艺ppt课件

③对薄膜制备所需温度低，从而能在较温和条件下制备出多种功能材料，对于制备那些含有易挥发组分或在高温下易发生相分离的多元体系来说非常有利；
④很容易大面积地在各种不同形状（平板状、圆棒状、圆管内壁、球状及纤维状等）、不同材料（如金属、玻璃、陶瓷、高分子等）的基底上制备薄膜，甚至可以在粉体材料表面制备一层包覆膜，这是其它的传统工艺难以实现的；
在干燥过程中薄膜的横向（平行于基片）收缩完
全被限制，而只能发生沿基片平面法线方向的纵
向收缩。
33
⑤焙烧通过聚合反应得到的凝胶是晶态的，含有H2O、
⑤制备纳米结构薄膜材料； ⑥用料省，成本较低。
24
2.3.2溶胶－凝胶方法制备薄膜工艺
有机途径
通过有机金属醇盐的水解与缩聚而形成溶胶。在该工艺过程中，因涉及水和有机物，所以通过这种途径制备的薄膜在干燥过程中容易龟裂（由大量溶剂蒸发而产生的残余应力所引起）。客观上限制了制备薄膜的厚度。
15
2.2化学气相沉积 (chemical vapor deposition )
化学气相沉积:一定化学配比的反应气体，在特定激活条件下(一般是利用加热、等离子体和紫外线等各种能源激活气态物质)，通过气相化学反应生成新的膜层材料沉积到基片上制取膜层的一种方法。
16
化学气相沉积，包括低压化学气相沉积（low pressure CVD,LPCVD）、离子增强型气相沉积（plasma-enhanced CVD,PECVD）常压化学气相沉积（atmosphere pressure CVD,APCVD）、金属有机物气相沉积（MOCVD）和微波电子回旋共振化学气相沉积(Microwave Electron cyclotron resonance chemical vapor deposition, MW-ECRCVD）等。

纳米薄膜的制备方法

原子力显微镜（FM）：测量纳米薄膜的表面形貌和厚度
拉曼光谱（Rmn）：分析纳米薄膜的化学组成和结构
扫描电子显微镜（SEM）：观察纳米薄膜的表面形貌和结构
X射线光电子能谱（XPS）：分析纳米薄膜的化学组成和元素价态
透射电子显微镜（TEM）：观察纳米薄膜的微观结构
电子探针（EPM）：分析纳米薄膜的元素分布和化学组成
纳米薄膜在电子、光学、生物医学等领域的应用将越来越广泛
纳米薄膜的性能将不断提高如提高薄膜的导电性、光学性能
等
纳米薄膜的制备技术将更加环保如采用绿色化学方法制备薄
膜
应用领域：纳米薄膜在电子、光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景
技术进步：随着科技的发展纳米薄膜的制备技术将不断进步提高产品质量和性能
纳米薄膜在电子、光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景
纳米薄膜在环境保护、能源储存、生物医药等领域具有潜在的应用前景
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
纳米薄膜在太阳能电池、LED照明、生物传感器等领域具有重要的应用价值
纳米薄膜在航空航天、国防军工等领域具有重要的战略意义
纳米薄膜的制备方法将更加多样化如化学气相沉积、溶液浸渍等
X射线衍射：通过X射线衍射可以确定晶体的晶系、晶胞参数、晶面间距等
电子衍射：通过电子衍射可以确定晶体的晶系、晶胞参数、晶面间距等
透射电子显微镜：通过透射电子显微镜可以观察晶体的微观结构
扫描电子显微镜：通过扫描电子显微镜可以观察晶体的表面形貌和结构
拉曼光谱：通过拉曼光谱可以确定晶体的晶系、晶胞参数、晶面间距等
原理：通过化学反应将金属离子或金属氧化物转化为纳米颗粒再通过溶剂蒸发或热处理形成纳米薄膜

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什麼是乳化聚合?
在乳化剂(表面活性剂)存在下，将单体分散于水中，此时溶液呈乳液状，再加入水溶的引发剂进行聚合反应。
1. 合成聚苯乙烯核。
HMEM: 2-[p-(2-Hydorxy-2-methylpropiphenone)]ethyleneglycol
2. 於核外面覆蓋一層光起始劑-HMEM。 3. 用UV光照射溶液中的粒子，開始行光乳化聚合。
真空溅射室及氮气等离子体辉光放电图
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
3 化学气相沉积法（CVD) 利用含有方法。
特点： CVD技术可以通过精确控制反应温度和反应时间来控制晶粒的大小，从而获得纳米复合薄膜材料。
方法： ① 直流溅射：溅射沉积各类金属薄膜 ② 射频溅射：溅射沉积非金属材料（导电性差） ③ 磁控溅射：提高沉积速率 ④ 反应溅射：在溅射过程中实现物质之间的化学反应制备所需要的物质薄膜。
本实验采用射频磁控溅射法在石英衬底上沉积ZnO（靶材）薄膜。
磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径，改变电子的运动方向，提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。
HO Si OH
Cl
OH
X
X
adsorption
XX
H
HO Si O O Si OH
OH H
H
OH H
O
O
substrate
-H2O
polymerization
O Si Si
O
O
s u b s tra te
翟怡、张金利等，化学进展，2004，16（4）：477－484
电子在加速的过程中受到磁场洛仑兹力的作用，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内。
F=－q(E+v×B)
电子的运动的轨迹将是沿电场方向加速，同时绕磁场方向螺旋前进的复杂曲线。即磁场的存在将延长电子在等离子体中的运动轨迹，提高了它参与原子碰撞和电离过程的几率，因而在同样的电流和气压下可以显
著地提高溅射的效率和沉积的速率。
自组装单分子膜
自组装单分子膜：通过表面活性剂的头基和基底之间产生化学吸附，在界面上自发形成有序的单分子层，是一种新型的有机成膜技术。
优点：原位自发形成，较高的有序性和取向性，高密度堆积，缺陷少，结构稳定
有机硅烷SAMs在基底表面的自组装过程示意
X
X
H2O
Cl Si Cl
hydrolyzation
1. 將Ag salts加入之前製備好之高分子稀溶液中，生成銀離子。
2. 再加入 NaBH4 於上述溶液中，生成金屬銀。
PS Ag
Rps:75nm RAg<5nm
图1胶态晶体法组装得到的CdSe量子点超晶格的高分辨电镜照片(图中量子点尺寸为4.8nm) (A) fcc排布的(101)面的图像及特征电子衍射图(B) fcc 排布的(100)面的图像及特征电子衍射图
纳米薄膜的制备方法
原理：真空镀膜是借助高能粒子轰
击所产生的动量交换，把镀膜材料的原子从固体（靶）表面撞出并放射出来。放在靶前面的基材拦截溅射出来的原子流，后者凝聚并形成镀层。
阴极发射电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与溅射气体原子发生碰撞，电离出大量的正离子和电子, 电子飞向基片, 正离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。