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纤维基ZnO/Ag/ZnO多层膜的制备、形貌及光电性能研究

作　者: 刘江峰
导　师: 邓炳耀
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: 纳米薄膜磁控溅射 ZnO/Ag/ZnO多层膜 PET纺粘非织造布原子力显微镜导电性能光学性能
分类号: TQ132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

氧化锌(ZnO)纳米薄膜作为一种重要的新兴光电子信息材料,不仅具有在可见光区高的透光率、在红外区高的反射率以及较高的电导率等光电特征,而且具有成本低、资源丰富、无毒、高的热稳定性和化学稳定性等优势,有望成为ITO最好的替代品。将其沉积在纤维衬底上制备的纳米薄膜材料具有柔软、耐弯曲、可折叠、重量轻、易携带等优点。可用于开发纺织电磁波屏蔽、纤维传感器等,具有非常广阔的发展前景。本文采用磁控溅射法在非织造基材上沉积纳米结构ZnO/Ag/ZnO多层膜,研究了不同的工艺参数,如薄膜厚度、溅射功率、氩气压强以及衬底温度对涤纶纤维基多层膜的形貌、结构及光电性能的影响。运用扫描电镜和原子力显微镜对薄膜表面形貌进行分析,结果表明:随着Ag膜厚度从10nm增加到20nm,Ag膜的致密性变好,均匀性变好;在纤维表面和ZnO膜表面生长相同厚度的Ag膜,其表面形貌不同,在ZnO薄膜表面生长的Ag膜比在纤维表面生长的Ag膜的均匀性好,Ag颗粒更大,颗粒的匀整性也更好;同样,在纤维表面和Ag膜表面生长相同厚度的ZnO膜,其表面形貌也不同;随着溅射功率增大,纳米复合薄膜颗粒直径随着增大,薄膜的均匀性降低;随着氩气压强增大,纳米复合薄膜颗粒直径先增大后减小。利用四探针电阻测试仪测试多层膜的方块电阻,结果表明:在保持上下两层ZnO厚度不变时,随着中间夹层银膜的厚度的增加,多层膜方块电阻降低,导电性能变好,可见多层膜的导电性能主要取决于银膜;随着溅射功率增大,多层膜的导电性能变差;随着氩气压强增大,多层膜的导电性能也变差。采用分光光度计测试多层膜的透光性能,结果表明:随着银膜厚度增加,多层膜的透光率略有降低,但是吸收紫外线的能力明显增强。采用X射线衍射仪分析多层膜的晶体结构和结晶性能,发现多层膜相呈现多晶结构。采用耐磨仪测试其耐磨性能,发现相同厚度的ZnO/Ag/ZnO多层膜和ZnO薄膜耐磨次数相近,表明多层膜结合紧密,结合强度没有太大变化。

纤维基ZnO/Ag/ZnO多层膜的制备、形貌及光电性能研究

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