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《青岛大学》 2011年
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再生纤维素基底上氟碳膜的形貌、结构与性能研究

刘增机  
【摘要】:本文利用射频磁控溅射的方法,以纯度为99.99%的聚四氟乙烯(PTFE)为靶材,在再生纤维素基底上沉积氟碳膜,对不同的溅射工艺条件如靶基距、溅射功率和溅射压力进行了研究和探索。 利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了氟碳膜的表面形貌,并估算了氟碳膜的沉积速率。从SEM照片上可以看出:随着靶基距、溅射功率和溅射压力的增加,沉积在再生纤维素基底上的氟碳粒子逐渐变小、变密,形状从不规则变成较为规则的近圆形,粒子间的孔隙逐渐变小,覆盖度增加。AFM的测试结果表明:沉积膜是一种垂直于基底表面的圆锥形岛状结构,每个岛又由许多纳米粒子组成,是一种较为复杂的团簇状二次结构。 用X-射线光电子能谱(XPS)研究了氟碳膜表面结构随靶基距、溅射功率和溅射压力的变化规律,发现该法制备的氟碳膜F/C较低,严重偏离靶材PTFE的化学计量比,说明氟碳膜中氟不足而产生不饱和双键和支化结构。所以氟碳膜可能对紫外光有一定的吸收作用。对于氟碳膜,随着靶基距和溅射功率增加,F/C减小,而随着溅射压力的增加,F/C增加。刮下再生纤维素基底上的氟碳膜粉末,用KBr压片法得到氟碳膜的红外谱图,验证了部分XPS的分析结果。 紫外分光光度计的测试结果表明:氟碳膜的吸收峰只有一个,最大吸收峰在300-330nm之间,最大紫外吸光度随着靶基距、溅射功率和溅射压力的增加呈现逐渐增大的趋势。这主要是由于靶基距、溅射功率和溅射压力的增大使得沉积的氟碳粒子变小、变圆、数量增多,这些粒子对紫外光的散射作用增强所致。 静态接触角的测试表明:氟碳膜的静态水接触角都大于或非常接近于90°,是一种疏水性能较好的膜。对于氟碳膜,随着靶基距和溅射功率的增加,接触角逐渐减小;而随着溅射压力增加,接触角逐渐增大。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.2

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【参考文献】
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