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《山东大学》 2015年
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PET基透明柔性LaB_6薄膜的制备及其光学性能研究

陈德方  
【摘要】:LaB6纳米材料在紫外-可见-近红外具有优异的选择吸收特性,近年来被广泛应用于等离子体阴极,有望替代ITO、ATO、ZAO等氧化物透明导电薄膜材料在透明隔热材料领域的应用。目前,对LaB6阴极靶材的的制备工艺及其对溅射薄膜的组织和性能的影响的研究罕见报道,对透明柔性LaB6薄膜的制备和性能的研究还未见报道,研究具有优异性能的透明柔性LaB6薄膜材料具有重大意义。本文采用碳热还原法获得高纯LaB6粉末。研究富硼LaB6靶材制备工艺和化学当量。研究磁控溅射工艺对薄膜组织结构、力学性能和光学性能的影响,分析建立薄膜的工艺-组织-性能之问的联系。研究结果表明,提高反应物中La203的含量有利于降低LaB6粉末的C残余量,经过提纯处理后,LaB6粉末平均粒度为2.686 μm,纯度达到99.5139 wt%。富硼LaB6烧结靶材的最佳的烧结工艺为1600℃保温4.5 h。纯B的加入促进了靶材的烧结,提高靶材的硬度和弯曲强度。薄膜的B含量随着LaB6靶材中富硼量的提高而升高,当B/La达到12.5时LaB6薄膜的成分接近化学计量比(LaB6.0627±0.02)。LaB6薄膜的硬度和弹性模量都随着薄膜B含量的升高逐渐下降。溅射功率和氩气气压对LaB6薄膜的沉积速率具有较大影响,沉积速率随着功率的增大快速升高,随着氩气气压的增大先升高后降低,随着溅射过程的进行逐渐减小。随着溅射功率和氩气气压的增大,薄膜的结晶度、致密度和晶粒大小都呈现先增大后减小的变化规律。LaB6纳米薄膜中含有直径在10~20 nm左右的纳米晶,主要以[200]晶向为择优生长方向。LaB6薄膜硬度和弹性模量随着结晶度、晶粒大小、致密度和薄膜厚度的升高而逐渐增大,在85W、0.8Pa、60min时达到最佳力学性能。LaB6薄膜的透射峰的峰位会随着工艺参数的变化发生偏移。薄膜的太阳能总透过率和可见光总透光率受到薄膜组织的显著影响,随着结晶度的升高和缺陷数量的降低LaB6薄膜对紫外和近红外光的选择吸收逐渐增强,透明隔热性能增强。工艺参数为75W、0.8Pa、30min的样品Tvis/Tsol达到最大值1.2171,具有最显著的透明隔热性能。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O614.331;TB383.2

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