收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

有机无机复合抗静电薄膜合成、结构表征及应用特性研究

吴春春  
【摘要】: 在科技日新月异的今天,各种电子消费品在生活中所占比重越来越大,电子污染尤其是危害最大也最隐蔽的电磁辐射几乎无处不在,不仅会诱发人体癌细胞增殖,还会导致心血管系统疾病。电磁辐射的产生原因很多,静电场是其中较常见的原因之一,因此有众多科研人员致力于抗静电材料的开发。涂镀于制品表面的抗静电薄膜是赋予制品抗静电性能的有效方法,采用纳米技术改性的复合抗静电薄膜也成为当前的研究热点。 国外日本、韩国的大公司如日立、东芝、三星等从上世纪80年代开始显示器用抗静电薄膜的研究,制备出商用抗静电溶胶并垄断相关知识产权;国内由于导电材料、成膜材料等核心性关键材料的制备技术未能实现突破,应用的抗静电溶胶几乎全部依赖进口。本课题分别采用水热法、溶胶-凝胶法制备导电材料、抗静电溶胶及复合薄膜,进行了相关的基础理论及应用技术研究;开发出的抗静电溶胶和薄膜已在多家企业产业化应用,打破了国外技术封锁,实现替代进口;相关技术突破还可在电子、印刷、石化等多行业推广。本文的主要工作包括以下几个方面: (一)纳米导电材料的制备与性能研究 采用水热法,以锡、锑的无机盐SnCl_4·5H_2O、SbCl_3为原料,实现了粒度均匀、导电性能优良的Sb掺杂二氧化锡纳米粉(ATO)的可控制备,揭示了Sb掺杂量、热处理工艺过程对ATO纳米粉体粒度及导电性能的影响规律。 研究发现,ATO粉体粒度随Sb掺杂量的增加(2%到40%)而逐渐减小(由几十am降低为几nm);粉体的电阻率随Sb掺杂量的增加先降低后升高,并在掺杂量为11%时达到最低值0.012Ω·cm;粉体电阻随热处理温度的升高而不断降低,并在600℃达到最低值后趋于稳定。晶粒生长分为三个阶段:低温阶段(300~400℃)、中温阶段(400~600℃)、高温阶段(600℃以上)。 (二)导电薄膜的醇解法制备及性能研究 采用醇解法,以锡的无机盐(无水SnCl_4)为前驱体,制备出掺杂Sb的SnO_2溶胶以及ATO薄膜,探讨了该导电溶胶的水解-聚合机理,系统研究了Sb掺杂对导电薄膜结构及导电性能的影响。 研究发现,以无水SnCl_4为前驱体、醇解法制备的SnO_2溶胶,在温度小于200℃时前驱体的水解产物之间不发生聚合反应而主要以单体形式存在,当温度大于200℃时聚合反应开始并形成Sn-O-Sn键,直到500℃时SnO_2晶体形成。常温20℃下,该SnO_2溶胶具有很高的稳定性,胶凝时间大于110天,有利于工业化生产和应用。Sb的掺杂对ATO薄膜中SnO_2晶粒的生长有阻碍作用。随Sb的掺杂的增加,ATO薄膜中载流子浓度和迁移率均呈现先增大后减小的变化规律,在10a.t%Sb掺杂时载流子浓度达到最大值7.2×10~(19)/cm~3,在6a.t%Sb掺杂时载流子迁移率达到最大值2.55cm~2/V·S;随Sb的掺杂的增加,ATO薄膜的电阻率先减小后增大,在8%掺杂量时达到最低值0.048Ω·cm。 (三)成膜材料SiO_2溶胶的制备及特性研究 以硅酸甲酯为原料制备SiO_2溶胶,揭示了低浓度体系下反应参数的动力学影响规律并建立了相应的理论模型。总结出成膜工艺参数和溶胶物性对薄膜硬度控制的基本规律。 研究发现,前驱物浓度c、加水量r、陈化温度T等反应参数对低浓度体系下SiO_2胶凝时间t_g的动力学过程的影响规律符合以下理论模型t_g=1662 c~(-0.2525),t_g=9247,r~(-0.862)和ln t_g=-28.74+95.67/RT;所得薄膜在玻璃上硬度可达7H~9H(铅笔硬度)。 (四)复合抗静电溶胶、薄膜的制备及应用研究 创新性地将有机物聚噻吩PEDT溶胶作为导电材料,与SiO_2溶胶复合制备出抗静电溶胶及薄膜,揭示了有机-无机复合的PEDT—SiO_2抗静电薄膜的导电机理,实现了复合薄膜的较高光学透过率。研究发现,随PEDT含量的增加,薄膜导电性能呈三阶段变化,与导电复合高聚物的变化规律相似,复合薄膜的透过率(550nm波长下)呈线性趋势下降。较长陈化时间的SiO_2溶胶制备的复合薄膜具有更高的“逾渗阈值”。 本课题的研究成果已在宁波际荣电子股份有限公司实现规模生产,产品在上海永新彩色显像管有限公司和咸阳彩虹电子股份有限公司使用后,各性能均以达到国外同类产品水平。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 左榘;;小角激光散射法对聚酰亚胺薄膜结构的研究(摘要)[J];绝缘材料;1980年Z1期
2 马天驰;;薄膜结构的X射线研究[J];光学精密工程;1983年03期
3 张伟,苌国强;与基片位置有关的不同夹具下生长的薄膜结构模拟与分析[J];真空;1990年02期
4 范玉殿;周志烽;;薄膜内应力的起源[J];材料科学与工程;1996年01期
5 刘华,王铁军,王子昆;用广义Rayleigh波测量压电薄膜结构的初应力[J];西安交通大学学报;1999年12期
6 魏德敏,李联彬,王勇;薄膜结构找形分析的力密度法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年06期
7 杨庆山,王基盛,王莉;薄膜结构与风环境的流固耦合作用[J];空间结构;2003年01期
8 张丽伟,卢景霄,李瑞,冯团辉,靳锐敏,张宇翔,李维强,王红娟;薄膜结构性能变化中的“温度临界点”[J];人工晶体学报;2005年05期
9 吴平;李希;高艳清;邱宏;王凤平;潘礼庆;田跃;;工艺参量对Ni_(80)Fe_(20)薄膜结构与磁电阻特性的影响[J];物理实验;2006年06期
10 于威;吕雪芹;宋维才;路万兵;傅广生;;碳化硅薄膜的光学特性研究[J];河北大学学报(自然科学版);2007年01期
11 吴茵;廖红卫;陈曙光;陈建兵;;氧分压对直流磁控溅射铟锡氧化物(ITO)导电薄膜结构和性能的影响[J];湖南有色金属;2007年02期
12 虞益挺;苑伟政;梁庆;乔大勇;;薄膜残余应力对MEMS微型光栅性能的影响[J];纳米技术与精密工程;2007年02期
13 王灿;门玉涛;李林安;;含有界面裂纹薄膜的有限元分析[J];科学技术与工程;2007年16期
14 刘瑞霞;刘春宇;;考虑流动分离时薄膜结构的气弹稳定分析[J];钢结构;2008年06期
15 黄川华;;聚乙烯薄膜热封性能研究[J];塑料包装;2008年04期
16 曾维强;姚建可;贺洪波;邵建达;;基底温度对直流磁控溅射ITO透明导电薄膜性能的影响[J];中国激光;2008年12期
17 徐小华;李群;游泳;刘义保;;非晶SiO_xN_y薄膜的发光特性研究[J];现代制造工程;2010年05期
18 燕子鹏;蔡舒;武卫兵;;电化学法制备p型Cu_2O半导体薄膜及其性能的表征[J];西安交通大学学报;2011年03期
19 许育东;伍光;苏海林;石敏;于涛;于桂洋;王丽;;纳米尺度的磁电复合薄膜[J];材料导报;2010年S2期
20 曾令民;;氮化钛薄膜的x射线分析[J];广西大学学报(自然科学版);1992年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘锦华;姚冰;郝万立;;温度条件对锆钒薄膜结构的影响[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
2 孙晓颖;沈世钊;;薄膜结构考虑滑移问题的分析[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
3 徐艳姬;徐明霞;谢少桥;徐廷献;;TiO_2薄膜结构及氧敏性研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 张鹰;严康宁;曲喜新;;溅射工艺参数对复合压电薄膜结构的影响[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
5 王晓姹;李志青;吴萍;姜恩永;白海力;;退火对于碳氮薄膜结构的影响[A];TFC'05全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
6 张华;单建;;薄膜结构随机风场的ARMA模型仿真[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
7 魏玉卿;尚仰宏;;空间薄膜结构张拉系统优化设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
8 王友善;王长国;杜星文;;薄膜充气梁的皱曲行为分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 邸利锋;;退火条件对铌镁酸铅薄膜结构的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
10 王基盛;武岳;张亮泉;杨庆山;;薄膜结构的附加质量及声致阻尼[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔磊;大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化[D];北京交通大学;2011年
2 马瑞;基于稳定理论的剪切薄膜褶皱发展过程及其动力特性研究[D];北京交通大学;2013年
3 李德辉;溶胶—凝胶方法制备的BiFeO_3薄膜铁电改性研究[D];吉林大学;2014年
4 程昱川;几类层状超薄膜结构的分子光谱研究[D];吉林大学;2006年
5 王吉民;薄膜结构的风振响应分析和风洞试验研究[D];浙江大学;2001年
6 谭锋;张拉薄膜结构的褶皱和动力分析[D];北京交通大学;2007年
7 朱大鹏;过渡金属掺杂Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜的外延制备与性能研究[D];山东大学;2014年
8 万红霞;索和膜结构形状确定理论研究[D];武汉理工大学;2004年
9 兰伟;p型透明导电氧化物CuAlO_2薄膜的制备与性能研究[D];兰州大学;2007年
10 孙晓颖;薄膜结构风振响应中的流固耦合效应研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马瑞强;充气展开薄膜管气固耦合特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 张增院;氧化银薄膜的制备和相关性质研究[D];郑州大学;2011年
3 吴震弘;TiO_2薄膜在不锈钢上防腐机理的研究及应用[D];浙江理工大学;2014年
4 李元行;KNN外延薄膜的制备与性能研究[D];中国科学技术大学;2014年
5 高建亮;钴基合金表面纳米Ti-O薄膜的制备及其疲劳性能与耐腐蚀性能的初步研究[D];西南交通大学;2014年
6 王靖宇;铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜的制备工艺及性能表征[D];内蒙古大学;2014年
7 钱文超;反钙钛矿GaCMn_3外延薄膜的制备与物性研究[D];中国科学技术大学;2014年
8 张宏超;薄膜结构的找形方法和力学特性研究[D];西南交通大学;2003年
9 张冯章;氧族化合物半导体薄膜的制备及性能研究[D];西南交通大学;2014年
10 代鹏超;钛酸锶钡和氧化铈薄膜的制备及物理性能表征[D];河北大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈炳欣;强调环保议题 3M发布新款增亮膜[N];电子资讯时报;2006年
2 建材工业技术情报研究所所长 胡幼奕;悉尼奥运场馆建设及建材使用的启示(下)[N];中国建材报;2003年
3 ;培养皿中的数据存储[N];网络世界;2007年
4 素贞;悉尼奥运场馆建筑装饰材料的使用[N];中华建筑报;2003年
5 艳平;意大利的吹塑膜技术有独到之处[N];中国包装报;2007年
6 向畅;杨庆山:让“鸟巢”“水立方”抗百年大风[N];光明日报;2007年
7 闫晗郭力方;北京奥运场馆创世界“绿色”之最[N];人民日报海外版;2007年
8 ;非PVC医用输液袋共挤薄膜的生产[N];中国包装报;2005年
9 王凌浩;国产非PVC医用共挤膜将大步入市[N];中国化工报;2005年
10 刘垠;新技术示范迈向产业化[N];大众科技报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978