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掺硼金刚石薄膜制造工艺研究论文

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掺硼金刚石薄膜制造工艺研究论文

环保项目创业计划书

创业是创业者对自己拥有的资源或通过努力对能够拥有的资源进行优化整合,从而创造出更大经济或社会价值的过程。下面是我为你带来的环保项目创业计划书,希望对你有所帮助。

一、 背景概述

在21世纪的社会,随着市场的进一步开放,出现了越来越多样式新颖的家具。在基本的生活需求得到满足后,一些人开始注重家居生活的质量,特别是家居产品对于健康的影响,因此环保家具渐渐被人们所重视,绿色消费风潮也推动了环保家具的发展。环保家居是指那些立足于生态产业的基础上,合理开发、利用自然材料生产出来的能够满足使用者特定需求,有益于使用者健康,并且具有极高文化底蕴和科技含量的家具。其中包含几层含义:一是家居本身无污染、无毒害;二是要具有较高艺术内涵和审美功能,与室内设计相呼应,创造一个和谐优美的居家办公环境;三是便于回收、处理、再利用,当家具不再使用进行处理时,不会对环境造成污染。

创新是环保目的实现的保障。随着社会的发展和人们收入水平的提高,有创意的家居的家居越来越吸引人们的眼球。创意家居是指在满足产品本身的实用功能外,在外观的设计上融入时尚,个性化追求的家居用品。产品以独特的设计打动人心,融合了设计师的创新和灵感。符合人们对生活环境以及生活品质的高要求。创意时尚家居展现的魅力能舒缓生活中的部分压力,增添生活以及工作的乐趣。 创意与环保相结合,将是社会家居市场的潮流。其付出成本巨大,不易被广大人群接受,前期的主要消费市场是高收入人群。但是其未来发展的广阔的市场、科学技术的进步和政府政策的支持,将促使其价格的降低。因此其发展前景非常可观。

二、 产品特色

1. 产品材料:创意环保家居用品一般来说,都是用轻质的,环保的材料精心制作。有机材料用得较多,无毒无味,高档些的创意家居用品还用到了很多高科技的新型材料。满足人们追求健康、时尚的要求。

2. 产品功能:创意家居用品强调功能的组合,很多都具备各种功能,集观赏性和实用性为一体。比如柜体的位置渐变,抽屉、沙发的大小渐变以及色彩的渐变。不同鲜艳度的色调家具搭配摆放,通透的材质形成根据光线变化而变化的色彩群,这样多样的色彩可以让人们在不同的搭配中享受色彩变化的游戏快乐。符合你们实用性和功能性结合的要求。

3. 产品市场:创意家居用品在市场上不多见,体现个性的理念。我们的产品根据家居的功能以及造型因素的需要,运用形态构成、色彩构成设计理论,结合人体学、材料学、工艺等相关学科有机地创造出结构合理、造型优美、符合功能需要的家居造型。

4. 价格策略:消费者主要集中在追求效率与时尚的生活节奏快的年轻人中,用合理的价格的方式,针对他们的爱好和需求提供不同的产品,让客户得到最满意的服务。

三、 市场

近年来,创意家居用品行业爆发出了强大的潜力,拥有广阔的市场前景——新房要装饰,旧房要翻新,婚房要布置,儿童房年年换新颜,有家有房就会不停地购买、不停地更换家居、不停的装饰。装饰、储物、厨卫、礼品饰品等等,都是生活必需品,消耗大、更新快。14亿人的家居市场,蕴藏着无可比拟的庞大商机。

据调查显示,未来5年,中国时尚家居市场容量每年将超过再超新高,被列为未来10年5大黄金产业!中国的35%以上的城镇居民家庭表示,将购买时尚有创意的家居用品。相关人士称,随着我国经济水平的不断发展和人均年收入的高速增长,带动了创意家居用品需求的高速增长。

四、 竞争

商业目的:

1.满足社会需要

2.创造就业机会

3.促进员工发展

4.建立社会资本

5.推动社会发展

对竞争者的分析:普通家具含有等甲醛等有害气体,长期居住对人体健康造成隐患甚至危害,尤其是对儿童,现在的`儿童都是家里唯一的希望,身体健康也就显得由为重要,创意环保家居不仅使用上便利多效,提高了单位面积的使用率而且对人体没有危害,达到了现代年轻人对高效和健康的追求。

竞争优势:面对现在居高不下的房价,不少年轻人买房成了巨大的难题,小户型成了这些年轻人的首选,创意环保家具多功能、便利小巧的设计大大提高了单位面积的利用率,也适应了现代年轻人快节奏的生活方式,便于拆装、储存、搬运,其大方简洁的视觉效果符合现代年轻人的审美眼光。

五、 营销

依托于科学管理,提高产品质量;加强技术的研发,压低销售价格,扩大消费人群;诚信经营,树立起良好的销售形象;主要集中网店销售,节约销售环节和成本,做大做强之后再进行连体实体店的开张;公司除了通过开发客户赚取佣金收入外,还将自有资金进行合理的投资从而获得收益,后期开发家居的连锁实体店。

(一)营销战略:

1.依托于科学管理,提高环保家居产品的质量;

2.加强技术的研发,压低环保家居的销售价格,扩大消费人群;

3.诚信经营,树立起良好的销售形象;

4.主要集中网店销售,节约销售环节和成本,做大做强之后再进行连体家居实体店的开张;

5.公司除了通过开发客户赚取佣金收入外,还将自有资金进行合理的投资从而获得收益,后期开发家居的连锁实体店。

(二)营销渠道:

家居产品从生产者向消费者转移所经过的通道或途径,它是由一系列相互依赖的组织机构组成的商业机构。即产品由生产者到用户的流通过程中所经历的各个环节连接起来形成的通道。销售渠道的起点是家居生产者,终点是用户,中间环节包括各种批发商、零售商、商业服务机构(如经纪人、交易市场等)。

1.以其陈述式的销售方式对于一些具有特定功能或者形式的家居产品特别有效,能具体介绍家居的环保在哪,健康在哪。

2. 展会销售:随着绿色产业经济的发展,不少绿色家居把展会作为业务拓展的渠道之一。展会不仅能促进绿色家居产品的推广外,还能聚集纵多的品牌和产家,可以谈合作经销,也可以寻找到加盟商。除此之外,还吸引了消费者,促进销售。

3. 连锁专买的品牌经营店:具有创意的绿色家居的专卖品牌经营店在众多的家居品牌中最具亲和力,以其新颖的款式、健康的设计赢得了现代人的认可。

(三)人员推销:对员工进行培训,提升他们的口才和能力。实行多形式的方法:会议推销、柜台推销、上门推销。对绿色家居的环保性与顾客进行信息交流。注重推销的灵活性,满足的顾客环保多样化需求,推销人员进行信息的反馈和统计,方便下次设计师的设计。以此达到推销的三重性,即满足消费者要求,保护了环境,又达到项目的促销目的。

(四)营销公关:准确掌握政府、企业等社会信息,与其建立并维持良好关系;加强和电视台、报刊、网络等的交流和沟通。

1.在产品广告实施前构造市场氛围

2.利用广告制造新闻

3.为顾客提供新的超值服务计划

4.构筑产品与顾客之间的有效通道

5.控制消费倾向倡导者意见

6.借用公益团体的社会影响力

(五)价格:面对高消费人群的需求,保持一定高的成本的绿色家居的价格,又要以技术为依托,降低大部分环保家居的价格,以能被广大人群非消费。

(六)商品陈列:在实体店,模拟一个办公或者居住环境,使用创意环保家居布置,营造高效的办公气氛,舒适的使用环境。在网上建立模拟3D效果,并且,在虚拟设计环境里可供顾客选择自行挑选中意的家居进行模拟试用。

(七)服务:创新服务递送系统(拥有规范定义的消费者细分市场,并严格按照各个细分市场中消费者的不同需要或期望来设计服务)。设立热线,专供顾客的沟通和投诉;实行送货上门,售后付款;提供专门人员的上门安装和售后专修;网上提供人员对产品介绍和解释的服务。

(八)运送:网上销售方面,加强与快递公司合作,实行送货上门;在实体店的销售,与运输公司合作,专车送货。(绿色物流:集约资源绿色物流的本质内容,也是物流业发展的主要指导思想之一。通过整合现有资源,优化资源配置,企业可以提高资源利用率,减少资源浪费。绿色运输运输过程中的燃油消耗和尾气排放,是物流活动造成环境污染的主要原因之一。因此,要想打造绿色物流,首先要对运输线路进行合理布局与规划,通过缩短运输路线,提高车辆装载率等措施,实现节能减排的目标。另外,还要注重对运输车辆的养护,使用清洁燃料,减少能耗及尾气排放。绿色仓储绿色仓储一方面要求仓库选址要合理,有利于节约运输成本;另一方面,仓储布局要科学,使仓库得以充分利用,实现仓储面积利用的最大化,减少仓储成本。绿色包装绿色包装可以提高包装材料的回收利用率,有效控制资源消耗,避免环境污染。)

(九)信用管理: 注重网上顾客的口碑,对不合格的网络和实体店的促销员进行惩罚

六、 财务

项目注册资金为12万,均为股东成员集资入股。

项目初期需筹集资金55万。其中股东成员集资为45万,民间借贷10万作为后续资金。该资金主要用于: 运营权费用 11万,广告费 万,万资金用于网站建设及维护, 万资金用于办公场所的租赁费及设备购买费用,计提

万作为民间借贷所产生的利息费用,计提10万作为自营业务,计提11万作为公司员工工资准备,其余10 万用作日常费用储备。

一、计划概况

温室效应、全球变暖这些问题接踵而至,在当前的大环境下,能源问题成为全世界特别是发展中国家面临的严峻问题。发展中国家能源制度改变也是举步维艰。对发展中国家来讲,着眼于眼前的短期政策固然重要,但这却受到种种内外因素的制约,新旧问题叠交。因此,促进环保体制才是治本之策。所以,在今后的日子,节能、环保电器必然会成为流行趋势。如今,中国已经成为世界家电最大的制造基地和最大的消费市场,节能问题显得更加突出,为此中国通过制定能效标准、能效标识等政策措施来推动家用电器的节能工作,以达到节约能源、保护环境的目的。目前从事的人还不是很多,但这是一种新东西市场潜力大,回报高,是一个正在萌芽的行业。随着人们的环保意识增强这种产品的需求量越来越高。因此,抢占先机自主创造、研发的家电产品具有非常大的优势。

二、公司简介

公司名称:环保之家

预计成立时间:20xx年5月

预计注册资本:15万

主营业务:为一切有需要的顾客提供各种节能环保产品

联系方式:

邮箱地址:

公司理念:我们只有一个家,爱护家园靠大家!

三、产品分析

(一)海信双模无氟变频空调(型号:KFR-35GW/09FZBPC)

在最先进360度全直流驱动技术的基础上,创新采用黄金分割频率、10Hz-150Hz超宽频、绿色无氟等多项国际领先技术,独创“高效省电”和“长效节能”两种运行模式,实现在变频节能的基础上再省电20%以上,同时制冷制热效果更好,压缩机使用寿命更长,高效节能更环保。

高效省电模式:

空调开机时以预设的节能运行频率自动运行,以最优模式达到设定温度,在保证制冷制热效果和速度的同时,较同规格产品省电20%以上;长效节能模式:在追求最佳舒适度的基础上,低频运行频率可达10Hz,能效比达到,远高于定速空调新国标1级能效(能效比为)水平。运行兼顾恒温舒适与节能,效果显著。

(二)容声第五代节能明星冰箱(型号:BCD-179S/V)

采用新一代Hfc-245fa/环戊烷复合发泡、VIP真空隔热板、双层F型高效丝管式蒸发器等独有专利技术,单台日耗量低至度,远高于国家1级能效水平。按照20xx年5月实施的新国标,单台日节电量为度,1年可省电281度,按冰箱使用寿命12年计算,一台冰箱共可省电3000多度。如果这款产品能在全社会得到推广,按照我国居民目前冰箱保有量亿台计算,全社会每年可节约用电超过700亿度,接近三峡水电站全年的发电量。

(三)金刚石薄膜电极在离子水洗衣机中的应用于研究

离子水洗衣机的电解装置一般采用金属氧化物涂层阳极(DSA——DimensionallyStableAnode),本论文研究采用硼掺杂金刚石薄膜(BDD)电极做离子水洗衣机的电解阳极,通过分析其特性曲线,表征参数,并和DSA电解电极对比性能,同时做一些洗涤实验来验证其洗涤效果,以此来展现硼掺杂金刚石薄膜电极具有更加稳定和良好的电化学特性,所以更适合于用做离子水洗衣机的电解装置.此外,离子水洗衣机主要是把水电解成碱性离子水来洗涤衣物,BDD电极可以做到不用离子隔膜分离出碱性离子水就可以达到洗净衣物的效果.

(四)LED绿色照明灯

LED绿色照明时代已经到来,作为“世界工厂”的中国,新兴的LED照明灯发展潜力无限大。

有数据统计,仅LED路等节能一项,每年就能为中国节省约一座三峡大坝所发的电力。据业内人士以1支11瓦优质节能为例,用数字证明了产品的绝对优势:这样一支节能灯在6000小时的寿命呢期内,将比具有同样效果的60瓦白炽灯少耗电294千瓦时,节约支出160多元。LED的功耗是白炽灯的八分之一,亮度也很好。因此LED照明灯具在商业、家居、场所、公共领域的大范围应用指日可待!

四、市场分析

节能、环保是近年来最热门的话题,吃穿住行,连呼吸的空气,听到的声音都纳入了普通百姓的节能环保意识。有关部门对北京、上海两大城市的调查表明:节能环保等绿色产品在我国市场潜力巨大,有80%左右的消费者希望购买到绿色产品。

中国有13亿人,亿户家庭形成了强大的能耗拉力,但同时构成了环保节能产业的重要细胞。国外预测:若平均每个中国家庭消费2000元,就有6800亿的市场规模,即使只有50%的家庭消费,也有3400亿的巨大市场蛋糕。国家环保总局科技司调研员姜宏透露,十一五时期,我国环保产业预计年均增长率15%左右,到十一五末,我国环保产业年产值将达到8800亿元,中国将成为21世纪全球最大环保投资市场。

五、职工(团队成员介绍)

本公司的团队由六位精明强干且有热情的本科生组成。彼此具有互补的爱好和特长,但对环保事业都比较热衷,观念领先,行动能力强。

王小姐,女,学习产品造型,其专业对小型家电的研究与开发有很大的帮助。

刘小姐,女,从事产品销售、广告行业。从事过直销业务员、直销主管、一直做到湘西片区区域经理,有较强的市场策划、管理运作能力。

何先生,男,包装专业,处事稳重,人脉关系广。

张先生,男,现居长沙,有专卖店人员、进销存管理经验。

六、经营管理体制

1、原代理商所设营业专柜,有选择性地接手2~3家;

2、在岳阳某市场开设专卖店1家,从事体验营销;

3、发展直销员队伍,开展小区推广、促销活动;

4、发展县级分销商,以点带面,扩大影响;

5、做小区广告,全程跟踪服务;

6、专人负责售后服务。

总之要变“坐商”为“行商”,以主动代被动。

人员配置如下:

1、总经理1名,负责全盘事务。

2、商超部设专卖店店长1名,负责专卖店管理。

3、商超部设导购员一名,协助店长店面管理、销售。

4、直销部设推广人员2~4人,负责小区推广。

5、售后服务部设专职售后安装维修人员1名,专业负责售后工作。(招聘)

七、竞争分析

我国的家电企业也一直在增加投入,强化研发,技术革新对家电行业发展的支撑作用更加显著。新功能、新产品不断引入,使得家电行业克服同质化得以百花齐放。然而除了功能的多样化和人性化以外,家电行业的技术进步也应该更加关注节能环保概念和实践的强化。格力创新冷媒证明了技术创新应当为家电行业发展提供低碳、低成本、高效能的可行路径。

在电器行业,其中节能环保产品做的比较好的有格力、容声、海尔、美的、松下、等著名品牌。对于一个重新起步的家电小企业来说,这无非是一个巨大的挑战。

八、企业操作

地点选择:湖南岳阳地区

岳阳,相对于其他大城市城市,如长沙、武汉、南京等,有如下特点:

1、地广人稀,经济发展稍略滞后,人均购买力不强。

2、店面租金便宜,能节约不少成本,使价钱上有更大的浮动空间。

3、无大型家电连锁超市,如国美、苏宁等,目前家电零售终端散乱,本土家电超市影响力不大。

4、市民购物多信广告,中高端名牌产品和廉价商品畅销,两极分化严重。

选择理由:

1、成熟稳定的市场,成活风险更低。

2、创业者和大多团员都为本地人,人熟、地熟,听得懂方言,熟人好办事。3、发现老代理商市场运作的不足,可以渠道创新,从而获得更大的收益。

九、销售策略

政策支持是加速节能产品推广的重要支撑力量。近几年来,国家实施“节能惠民

一、企业名称

xx环保科技有限公司

二、创业背景

21世纪,是一个充满竞争的社会,是日新月异高速发达的社会,面对着严峻的就业压力的和对人才的要求也不断的提高,创业成为了大学生新的一种选择。大学生凭借的自身的智慧也为社会创造了不少财富,得到了社会的认可,成为了新世纪新时代的弄潮儿。而且教育部也大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业,所以在校大学生应该发挥自己的聪明才智,把心动转化为行动,虽然有时只是一种想象,在行动的过程中必定会遇到种种的困难,要有越挫越勇的精神,彰显新一代大学生的积极昂扬的风貌。

今年来,在我国市场经济迅猛发展的大潮中家电行业的发展与增长也随之水涨船高长夜能呈现大规模发展。可就在我们为国内家电企业在短短的二十年间获得了迅猛发展的而欣喜的同时一些存在于行业内部的问题频频出现:盲目扩张规模导致产能过剩,家电的日益淘汰更新,废弃的旧家电也越积越多。我们知道 在生产一件家用电器所用的上千种化学原料中,约有几百种是对人体有较大毒害和对环境有较大破坏作用的物质。家用电器废弃后,这些物质如果没有得到合理处置,对环境的危害极大。例如,一台电视机在阴极射线式的显像管中含有约lkg的铅,主要存在于显像管的玻璃中,如果通过掩埋方式处置这些废玻璃,废玻璃中的铅等重金属元素将慢慢渗透到土壤中,从这些土壤中生长的各种植物(包括农作物)中的含铅量将大大增加。另外,制造家用电器所用的许多有机材料(包括塑料)必须经过氯化、溴化和磺化处理,如果对这些材料进行简单的焚烧处理,会放出大量有害废气,破坏大气臭氧层并能形成酸雨。其他存在于家用电器有关部件中的镉、汞、钡、铬、钛等金属对环境造成的污染与铅一样也十分严重。因此,以一种对环境友好的科学方式对已经淘汰或报废的家用电器进行合理处置,对保护人类赖以生存的自然环境,保障家用电器生产和使用的良性循环,促进人类的可持续发展非常重要!为此政府也对环境污染出台了相当的一批法规条例而我们公司的存在正好迎合了政府的政策。

三、市场调研

在我国市场经济迅猛发展的大潮中家电行业的发展与增长及手机的普及也随之水涨船高长夜能呈现大规模发展,但内部的问题也频频出现:盲目扩张规模导致产能过剩,家电和手机的日益淘汰更新,废弃的旧家电、旧手机、旧电池也越积越多。而我国二手家电行业运行目前发张形式良好,该行业企业正逐步走向产业化、规模发展,专业,高效,节能是我国二手家低昂行业的发展方向,随着我国二手家电行业运行需求市场的不断宽大以及出口增长,我国二手家电行业运行将会迎来一个新的发展机遇。

问题:作为废水处理用的电极材料,BDD的哪些性能被关注? The effects of varying operating parameters, such as film thickness, current density, supporting electrolyte concentration, initial solution pH, temperature, and initial dye concentration were investigated.[1] 其中,薄膜厚度是电极材料本身性能。 考察了膜厚、电流密度、支持电解质浓度、初始溶液pH值、温度和染料初始浓度等操作参数的影响。 Many researcher adopted BDD anode to treat complex wastewater owing to its excellent properties like, high conductivity, high corrosion resistance, chemical, electrochemical and dimensional stability, inertness and low adsorption property of anode surface resisting polymer layer formation, high oxygen evolution overpotential and wide working potential window (>3 V)[2] 由于BDD阳极具有高导电性、高耐蚀性、化学稳定性、电化学稳定性和尺寸稳定性等优点,许多研究者采用BDD阳极处理复杂废水。 阳极表面耐聚合物层形成的惰性和低吸附性能、高析氧过电位和宽工作电位窗口(>3V)[2] 其中高导电率;高耐腐蚀性能;化学,电化学,空间稳定性;惰性;低吸附性;高析氧电位;宽电势窗口(>3v)是作为处理污水的电极材料需要关注的性能 截止到今天能总结到的作为污水处理电极材料需要被关注的性能指标有 导电率;电极厚度;耐腐蚀性能;化学稳定性;电化学稳定性;空间稳定性;惰性;吸附性;析氧电位;电势窗口;背景电流;共11个,待完善。 参考文献 [1] L. Ma, . Zhang, . Zhu, . Mei, . Wei, B. Zhou, . Yu, Electrochemical oxidation of reactive brilliant orange X-GN dye on boron-doped diamond anode, Journal of Central South University, 25 (2018) 1825-1835. [2] P. Mandal, . Dubey, . Gupta, Review on landfill leachate treatment by electrochemical oxidation: Drawbacks, challenges and future scope, Waste Management, (2017).

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金刚石单晶研究论文

单晶金刚石纳米针是一种具有高度晶体结构和优异性能的纳米材料。其结构主要由纯净的金刚石晶体构成,具有高度的晶格完整性和晶体质量。单晶金刚石纳米针的直径通常在10-100纳米之间,长度可达数微米至数十微米。其表面通常具有光滑的形态,表现出优异的光学和电学性质。单晶金刚石纳米针的性质主要包括以下几个方面:1.硬度高:单晶金刚石纳米针是已知最硬的材料之一,其硬度可达到70-100GPa,比钢铁等常见材料高出数倍。2.导热性好:单晶金刚石纳米针具有优异的导热性能,其热导率可达到2000-3000W/mK,比铜等传统导热材料高出数倍。3.光学性能优异:单晶金刚石纳米针具有优异的光学性能,其透明度高达80-90%,在紫外、可见和红外光谱范围内均表现出良好的透过性。4.化学稳定性好:单晶金刚石纳米针具有优异的化学稳定性,能够耐受大多数酸、碱等化学物质的腐蚀和侵蚀。5.机械强度高:单晶金刚石纳米针具有较高的机械强度和韧性,能够承受较大的压力和拉力。综上所述,单晶金刚石纳米针具有一系列优异的结构和性质,具有广泛的应用前景,如在电子器件、光学器件、热管理、生物医学等领域中的应用。

呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好(说不好的时候一定要加个我认为) 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动(不包括标点符号)的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 (本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢) 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法

相关范文:超硬材料薄膜涂层研究进展及应用摘要:CVD和PVD TiN,TiC,TiCN,TiAlN等硬质薄膜涂层材料已经在工具、模具、装饰等行业得到日益广泛的应用,但仍然不能满足许多难加工材料,如高硅铝合金,各种有色金属及其合金,工程塑料,非金属材料,陶瓷,复合材料(特别是金属基和陶瓷基复合材料)等加工要求。正是这种客观需求导致了诸如金刚石膜、立方氮化硼(c-BN)和碳氮膜(CNx)以及纳米复合膜等新型超硬薄膜材料的研究进展。本文对这些超硬材料薄膜的研究现状及工业化应用前景进行了简要的介绍和评述。关键词:超硬材料薄膜;研究进展;工业化应用1 超硬薄膜超硬薄膜是指维氏硬度在40GPa以上的硬质薄膜。不久以前还只有金刚石膜和立方氮化硼(c-BN)薄膜能够达到这个标准,前者的硬度为50-100GPa(与晶体取向有关),后者的硬度为50~80GPa。类金刚石膜(DLC)的硬度范围视制备方法和工艺不同可在10GPa~60GPa的宽广范围内变动。因此一些硬度很高的类金刚石膜(如采用真空磁过滤电弧离子镀技术制备的类金刚石膜(也叫Ta:C))也可归人超硬薄膜行列。近年来出现的碳氮膜(CNx)虽然没有像Cohen等预测的晶态β-C3N4那样超过金刚石的硬度,但已有的研究结果表明其硬度可达10GPa~50GPa,因此也归人超硬薄膜一类。上述几种超硬薄膜材料具有一个相同的特征,他们的禁带宽度都很大,都具有优秀的半导体性质,因此也叫做宽禁带半导体薄膜。SiC和GaN薄膜也是优秀的宽禁带半导体材料,但它们的硬度都低于40GPa,因此不属于超硬薄膜。最近出现的一类超硬薄膜材料与上述宽禁带半导体薄膜完全不同,他们是由纳米厚度的普通的硬质薄膜组成的多层膜材料。尽管每一层薄膜的硬度都没有达到超硬的标准,但由它们组成的纳米复合多层膜却显示了超硬的特性。此外,由纳米晶粒复合的TiN/SiNx薄膜的硬度竟然高达105GPa,创纪录地达到了金刚石的硬度。本文将就上述几种超硬薄膜材料一一进行简略介绍,并对其工业化应用前景进行评述。2 金刚石膜2.1金刚石膜的性质金刚石膜从20世纪80年代初开始,一直受到世界各国的广泛重视,并曾于20世纪80年代中叶至90年代末形成了一个全球范围的研究热潮(Diamond fever)。这是因为金刚石除具有无与伦比的高硬度和高弹性模量之外,还具有极其优异的电学(电子学)、光学、热学、声学、电化学性能(见表1)和极佳的化学稳定性。大颗粒天然金刚石单晶(钻石)在自然界中十分稀少,价格极其昂贵。而采用高温高压方法人工合成的工业金刚石大都是粒度较小的粉末状的产品,只能用作磨料和工具(包括金刚石烧结体和聚晶金刚石(PCD)制品)。而采用化学气相沉积(CVD)方法制备的金刚石膜则提供了利用金刚石所有优异物理化学性能的可能性。经过20余年的努力,化学气相沉积金刚石膜已经在几乎所有的物理化学性质方面和最高质量的IIa型天然金刚石晶体(宝石级)相比美(见表1)。化学气相沉积金刚石膜的研究已经进人工业化应用阶段。表 1 金刚石膜的性质Table 1 Properties of chamond filmCVD 金刚石膜天然金刚石点阵常数 (Å)密度 (g/cm3)比热 Cp(J/mol,(at 300K))弹性模量 (GPa)910-12501220*硬度 (GPa)50-10057-100*纵波声速 (m/s)18200摩擦系数热膨胀系数 (×10 -6 ℃ -1)***热导率 (W/)2122*禁带宽度 (eV)电阻率 (Ω.cm)1012-10161016饱和电子速度 (×107cms-1)*载流子迁移率 (cm2/Vs)电子1350-15002200**空隙4801600*击穿场强 (×105V/cm)100介电常数光学吸收边 (□ m)折射率 ( □ m)光学透过范围从紫外直至远红外 ( 雷达波 )从紫外直至远红外 ( 雷达波 )微波介电损耗 (tan □)< 注:*在所有已知物质中占第一,**在所有物质中占第二,***与茵瓦(Invar)合金相当。2.2金刚石膜的制备方法化学气相沉积金刚石所依据的化学反应基于碳氢化合物(如甲烷)的裂解,如:热高温、等离子体CH4(g)一C(diamond)+2H2(g) (1)实际的沉积过程非常复杂,至今尚未完全明了。但金刚石膜沉积至少需要两个必要的条件:(1)含碳气源的活化;(2)在沉积气氛中存在足够数量的原子氢。除甲烷外,还可采用大量其它含碳物质作为沉积金刚石膜的前驱体,如脂肪族和芳香族碳氢化合物,乙醇,酮,以及固态聚合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯),以及卤素等等。常用的沉积方法有四种:(1)热丝CVD;(2)微波等离子体CVD;(3)直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet);(4)燃烧火焰沉积。在这几种沉积方法中,改进的热丝CVD(EACVD)设备和工艺比较简单,稳定性较好,易于放大,比较适合于金刚石自支撑膜的工业化生产。但由于易受灯丝污染和气体活化温度较低的原因,不适合于极高质量金刚石膜(如光学级金刚石膜)的制备。微波等离子体CVD是一种无电极放电的等离子体增强化学气相沉积工艺,等离子体与沉积腔体没有接触,放电非常稳定,因此特别适合于高质量金刚石薄膜(涂层)的制备。微波等离子体CVD的缺点是沉积速率较低,设备昂贵,制备成本较高。采用高功率微波等离子体CVD系统(目前国外设备最高功率为75千瓦,国内为5千瓦),也可实现金刚石膜大面积、高质量、高速沉积。但高功率设备价格极其昂贵(超过100万美元),即使在国外愿意出此天价购买这种设备的人也不多。直流电弧等离子体喷射(DC Arc P1asma Jet)是一种金刚石膜高速沉积方法。由于电弧等离子体能够达到非常高的温度(4000K-6000K)。因此可提供比其它任何沉积方法都要高的原子氢浓度,使其成为一种金刚石膜高质量高速沉积工艺。特殊设计的高功率JET可以实现大面积极高质量(光学级)金刚石自支撑膜的高速沉积。我国在863计划"75”和"95”重大关键技术项目的支持下已经建立具有我国特色和独立知识产权的高功率De Are Plasma Jet金刚石膜沉积系统,并于1997年底在大面积光学级金刚石膜的制备技术方面取得了突破性进展。目前已接近国外先进水平。2.3金刚石膜研究现状和工业化应用20余年来,CVD金刚石膜研究已经取得了非常大的进展。金刚石膜的内在质量已经全面达到最高质量的天然IIa型金刚石单晶的水平(见表1)。在金刚石膜工具应用和热学应用(热沉)方面已经实现了,产业化,一些新型的金刚石膜高技术企业已经在国内外开始出现。光学(主要是军事光学)应用已经接近产业化应用水平。金刚石膜场发射和真空微电子器件、声表面波器件(SAW)、抗辐射电子器件(如SOD器件)、一些基于金刚石膜的探侧器和传感器和金刚石膜的电化学应用等已经接近实用化。由于大面积单晶异质外延一直没有取得实质性进展,n一型掺杂也依然不够理想,金刚石膜的高温半导体器件的研发受到严重障碍。但是,近年来采用大尺寸高温高压合成金刚石单晶衬底的金刚石同质外延技术取得了显著进展,已经达到了研制芯片级尺寸衬底的要求。金刚石高温半导体芯片即将问世。鉴于篇幅限制,及本文关于超硬薄膜介绍的宗旨,下面将仅对金刚石膜的工具(摩擦磨损)应用进行简要介绍。2.4金刚石膜工具和摩擦磨损应用金刚石膜所具有的最高硬度、最高热导率、极低摩擦系数、很高的机械强度和良好化学稳定性的异性能组合(见表1)使其成为最理想的工具和工具涂层材料。金刚石膜工具可分为金刚石厚膜工具和金刚石薄膜涂层工具。2.4.1金刚石厚膜工具金刚石厚膜工具采用无衬底金刚石白支撑膜(厚度一般为0.5mm~2mm)作为原材料。目前已经上市的产品有:金刚石厚膜焊接工具、金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜砂轮修整条、高精度金刚石膜轴承支架等等。金刚石厚膜焊接工具的制作工艺为:金刚石自支撑膜沉积→激光切割→真空钎焊→高频焊接→精整。金刚石厚膜钎焊工具的使用性能远远优于PCD,可用于各种难加工材料,包括高硅铝合金和各种有色金属及合金、复合材料、陶瓷、工程塑料、玻璃和其它非金属材料等的高效、精密加工。采用金刚石厚膜工具车削加工的高硅铝合金表面光洁度可达V12以上,可代替昂贵的天然金刚石刀具进行“镜面加工"。金刚石膜拉丝模芯可用于拉制各种有色金属和不锈钢丝,由于金刚石膜是准各向同性的,因此在拉丝时模孔的磨损基本上是均匀的,不像天然金刚石拉丝模芯那样模孔的形状会由于非均匀磨损(各向异性所致)而发生畸变。金刚石膜修整条则广泛用于机械制造行业,用作精密磨削砂轮的修整,代替价格昂贵的天然金刚石修整条。这些产品已经在国内外市场上出现,但目前的规模还不大。其原因是:(1)还没有为广大用户所熟悉、了解;(2)面临其它产品(主要是PCD)的竞争;(3)虽然比天然金刚石产品便宜,但成本(包括金刚石自支撑膜的制备和加工成本)仍然较高,在和PCD竞争时的优势受到一定的限制。高热导率(≥10W/em.K)金刚石自支撑膜可作为诸如高功率激光二极管阵列、高功率微波器件、MCMs(多芯片三维集成)技术的散热片(热沉)和功率半导体器件(Power ICs)的封装。在国外已有一定市场规模。在国内,南京天地集团公司和北京人工晶体研究所合作在1997年前后率先成立了北京天地金刚石公司,生产和销售金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜修整条和金刚石厚膜焊接工具及其它一些金刚石膜产品。该公司大约在2000年左右渡过了盈亏平衡点,但目前的规模仍然不很大。国内其它一些单位,如北京科技大学、河北省科学院(北京科技大学的合作者)、吉林大学、核工业部九院、浙江大学、湖南大学等都具有生产金刚石厚膜工具产品的能力,其中有些单位正在国内市场上小批量销售其产品。2.4.2金刚石薄膜涂层工具金刚石薄膜涂层工具一般采用硬质合金工具作为衬底,金刚石膜涂层的厚度一般小于30lxm。金刚石薄膜涂层硬质合金工具的加工材料范围和金刚石厚膜工具完全相同,在切削高硅铝合金时一般均比未涂层硬质合金工具寿命提高lO~20倍左右。在切削复合材料等极难加工材料时寿命提高幅度更大。金刚石薄膜涂层工具的性能与PCD相当或略高于PCD,但制备成本比PCD低得多,且金刚石薄膜可以在几乎任意形状的工具衬底上沉积,PCD则只能制作简单形状的工具。金刚石薄膜涂层工具的另一大优点是可以大批量生产,因此成本很低,具有非常好的市场竞争能力。金刚石薄膜涂层硬质合金工具研发的一大技术障碍是金刚石膜与硬质合金的结合力太差。这主要是由于作为硬质合金粘接剂的Co所引起。碳在Co中有很高的溶解度,因此金刚石在Co上形核孕育期很长,同时Co对于石墨的形成有明显的促进作用,因此金刚石是在表面上形成的石墨层上面形核和生长,导致金刚石膜和硬质合金衬底的结合力极差。在20世纪80年代和90年代无数研究者曾为此尝试了几乎一切可以想到的办法,今天,金刚石膜与硬质合金工具衬底结合力差的问题已经基本解决。尽管仍有继续提高的余地,但已经可以满足工业化应用的要求。在20世纪后期,国外出现了可以用于金刚石薄膜涂层工具大批量工业化生产的设备,一次可以沉积数百只硬质合金钻头或刀片,拉开了金刚石薄膜涂层工具产业化的序幕。一些专门从事金刚石膜涂层工具生产的公司在国外相继出现。目前,金刚石薄膜涂层工具主要上市产品包括:金刚石膜涂层硬质合金车刀、铣刀、麻花钻头、端铣刀等等。从目前国外市场的销售情况来看,销售量最大的是端铣刀、钻头和铣刀。大量用于加工复合材料和汽车工业中广泛应用的大型石墨模具,以及其它难加工材料的加工。可转位金刚石膜涂层车刀的销售情况目前并不理想。这是因为可转位金刚石膜涂层刀片的市场主要是现代化汽车工业的数控加工中心,用于高硅铝合金活塞和轮毂等的自动化加工。这些全自动化的数控加工中心对刀具性能重复性的要求十分严格,目前的金刚石膜涂层工具暂时还不能满足要求,需要进一步解决产品检验和生产过程质量监控的技术。目前国外金刚石膜涂层工具市场规模大约在数亿美元左右,仅仅一家只有20多人的小公司(美国SP3公司),去年的销售额就达2千多万美元。国内目前尚无金刚石膜涂层产品上市。国内不少单位,如北京科技大学、上海交大、广东有色院、胜利油田东营迪孚公司、吉林大学、北京天地金刚石公司等都在进行金刚石膜涂层硬质合金工具的研发,目前已在金刚石膜的结合力方面取得实质性进展。北京科技大学采用渗硼预处理工艺(已申请专利)成功地解决了金刚石膜的结合力问题,所研制的金刚石膜涂层车刀和铣刀在加工Si-12%AI合金时寿命可稳定提高20-30倍。并已成功研发出“强电流直流扩展电弧等离子体CVD"金刚石膜涂层设备(已申请专利)。该设备将通常金刚石膜沉积设备的平面沉积方式改为立体(空间)沉积,沉积空间区域很大,可容许金刚石膜涂层工具的工业化生产。该设备可保证在工具轴向提供很大的金刚石膜均匀沉积范围,因此特别适合于麻花钻头、端铣刀之类细长且形状复杂工具的沉积。目前已经解决这类工具金刚石膜沉积技术问题,所制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头在加工碳化硅增强铝金属基复合材料时寿命提高20倍以上。目前能够制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头最小直径为lmin。目前正在和国内知名设备制造厂商(北京长城钛金公司)合作研发工业化商品设备,生产能力为每次沉积硬质合金钻头(或刀片)300只以上,预计年内可投放国内外市场。3 类金刚石膜(DLC)类金刚石膜(DLC)是一大类在性质上和金刚石类似,具有8p2和sp3杂化的碳原子空间网络结构的非晶碳膜。依据制备方法和工艺的不同,DLC的性质可以在非常大的范围内变化,既有可能非常类似于金刚石,也有可能非常类似于石墨。其硬度、弹性模量、带隙宽度、光学透过特性、电阻率等等都可以依据需要进行“剪裁”。这一特性使DLC深受研究者和应用部门的欢迎。DLC的制备方法很多,采用射频CVD、磁控溅射、激光淀积(PLD)、离子束溅射、真空磁过滤电弧离子镀、微波等离子体CVD、ECR(电子回旋共振)CVD等等都可以制备DLC。DLC的类型也很多,通常意义上的DLC含有大量的氢,因此也叫a:C—H。但也可制备基本上不含氢的DLC,叫做a:c。采用高能激光束烧蚀石墨靶的方法获得的DLC具有很高的sp3含量,具有很高的硬度和较大的带隙宽度,曾被称为“非晶金刚石”(Amorphorie Diamond)膜。采用真空磁过滤电弧离子镀方法制备的DLC中sp3含量也很高,叫做Ta:C(Tetragonally Bonded Amorphous Carbon)。DLC具有类似于金刚石的高硬度(10GPa-50GPa)、低摩擦系数(0.1一0.3)、可调的带隙宽度(1_2eV~3eV)、可调的电阻率和折射率、良好光学透过性(在厚度很小的情况下)、良好的化学惰性和生物相容性。且沉积温度很低(可在室温沉积),可在许多金刚石膜难以沉积的衬底材料(包括钢铁)上沉积。因此应用范围相当广泛。典型的应用包括:高速钢、硬质合金等工具的硬质涂层、硬磁盘保护膜、磁头保护膜、高速精密零部件耐磨减摩涂层、红外光学元器件(透镜和窗口)的抗划伤、耐磨损保护膜、Ge透镜和窗口的增透膜、眼镜和手表表壳的抗擦伤、耐磨掼保护膜、人体植入材料的保护膜等等。DLC在技术上已经成熟,在国外已经达到半工业化水平,形成具有一定规模的产业。深圳雷地公司在DLC的产业化应用方面走在国内前列。不少单位,如北京师范大学、中科院上海冶金所、北京科技大学、清华大学、广州有色院、四川大学等都正在进行或曾经进行过DLC的研究和应用开发工作。DLC的主要缺点是:(1)内应力很大,因此厚度受到限制,一般只能达到lum~21um以下;(2)热稳定性较差,含氢的a:C-H薄膜中的氢在400℃左右就会逐渐逸出,sp2成分增加,sp3成分降低,在大约500℃以上就会转变为石墨。5 碳氮膜自从Cohen等人在20世纪90年代初预言在C-N体系中可能存在硬度可能超过金刚石的β-C>3N4相以后,立即就在全球范围内掀起了一股合成β-C3N4的研究狂潮。国内外的研究者争先恐后,企图第一个合成出纯相的β-C3N4晶体或晶态薄膜。但是,经过了十余年的努力,至今并无任何人达到上述目标。在绝大多数情况下,得到的都是一种非晶态的CNx薄膜,膜中N/C比与薄膜制备的方法和具体工艺有关。尽管没有得到Cohen等人所预测超过金刚石硬度的β-C3N4晶体,但已有的研究表明CNx薄膜的硬度可达15GPa-50GPa,可与DLC相比拟。同时CNx薄膜具有十分奇特的摩擦磨损特性。在空气中,cNx薄膜的摩擦因数为,但在N2,CO2和真空中的摩擦因数为。在N2气氛中的摩擦因数最小,为O.01,即使在大气环境中向实验区域吹氮气,也可将摩擦因数降至。因此,CNx薄膜有望在摩擦磨损领域获得实际应用。除此之外。CNx薄膜在光学、热学和电子学方面也可能有很好的应用前景。采用反应磁控溅射、离子束淀积、双离子束溅射、激光束淀积(PLD)、等离子体辅助CVD和离子注人等方法都可以制备出CNx薄膜。在绝大多数情况下,所制备薄膜都是非晶态的,N/C比最大为45%,也即CNx总是富碳的。与C-BN的情况类似,CNx薄膜的制备需要离子的轰击,薄膜中存在很大的内应力,需要进一步降低薄膜内应力,提高薄膜的结合力才能获得实际应用。至于是否真正能够获得硬度超过金刚石的B-C3N4,现在还不能作任何结论。6 纳米复合膜和纳米复合多层膜以纳米厚度薄膜交替沉积获得的纳米复合膜的硬度与每层薄膜的厚度(调制周期)有关,有可能高于每一种组成薄膜的硬度。例如,TiN的硬度为2l GPa,NbN的硬度仅为14GPa,但TiN/NbN纳米复合多层膜的硬度却为5lGPa。而TiYN/VN纳米复合多层膜的硬度竞高达78GPa,接近了金刚石的硬度。最近,纳米晶粒复合的TiN/SiNx薄膜材料的硬度达到了创记录的105GPa,可以说完全达到了金刚石的硬度。这一令人惊异的结果曾经过同一研究组的不同研究者和不同研究组的反复重复验证,证明无误。这可能是第一次获得硬度可与金刚石相比拟的超硬薄膜材料。其意义是显而易见的。关于为何能够获得金刚石硬度的解释并无完全令人信服的定论。有人认为在纳米多层复合膜的情况下,纳米多层膜的界面有效地阻止了位错的滑移,使裂纹难以扩展,从而引起硬度的反常升高。而在纳米晶粒复合膜的情况下则可能是在TiN薄膜的纳米晶粒晶界和高度弥散分布的纳米共格SiNx粒子周围的应变场所引起的强化效应导致硬度的急剧升高。无论上述的理论解释是否完全合理,这种纳米复合多层膜和纳米晶粒复合膜应用前景是十分明朗的。纳米复合多层膜不仅硬度很高,摩擦系数也较小,因此是理想的工具(模具)涂层材料。它们的出现向金刚石作为最硬的材料的地位提出了严峻的挑战。同时在经济性上也有十分明显的优势,因此具有非常好的市场前景。但是,由于还有一些技术问题没有得到解决,目前暂时还未在工业上得到广泛应用。可以想见随着技术上的进一步成熟,这类材料可能迅速获得工业化应用。虽然钠米多层膜和钠米晶粒复合膜已经对金刚石硬度最高的地位提出了严峻的挑战,但就我所见,我认为它们不可能完全代替金刚石。金刚石膜是一种用途十分广泛的多功能材料,应用并不局限于超硬材料。且金刚石膜可以做成厚度很大(超过2mm)的自支撑膜,对于纳米复合多层膜和纳米复合膜来说,是无论如何也不可能的。仅供参考,请自借鉴希望对您有帮助

博士论文漏电薄膜研究

文献综述是对某一领域某一方面的课题、问题或研究专题搜集大量情报资料,分析综合当前该课题、问题或研究专题的最新进展、学术见解和建议,从而揭示有关问题的新动态、新趋势、新水平、新原理和新技术等等,为后续研究寻找出发点、立足点和突

约翰 W.克雷斯威尔(John W. Creswell)曾提出过一个文献综述必须具备的因素的模型。他的这个五步文献综述法倒还真的值得学习和借鉴。

克雷斯威尔认为,文献综述应由五部分组成:即序言、主题1(关于自变量的)、主题2(关于因变量的)、主题3(关于自变量和因变量两方面阐述的研究)、总结。

(1)序言告诉读者文献综述所涉及的几个部分,这一段是关于章节构成的陈述。

(2)综述主题1提出关于“自变量或多个自变量”的学术文献。在几个自变量中,只考虑几个小部分或只关注几个重要的单一变量。

(3)综述主题2融合了与“因变量或多个因变量”的学术文献,虽然有多种因变量,但是只写每一个变量的小部分或仅关注单一的、重要的因变量。

(4)综述主题3包含了自变量与因变量的关系的学术文献。这是我们研究方案中最棘手的部分。

这部分应该相当短小,并且包括了与计划研究的主题最为接近的研究。或许没有关于研究主题的文献,那就要尽可能找到与主题相近的部分,或者综述在更广泛的层面上提及的与主题相关的研究。

(5)总结强调最重要的研究,抓住综述中重要的主题,指出为什么我们要对这个主题做更多的研究。

一、文献综述的含义

文献阅读报告,即“文献综述”,英文称之为“survey”、“overview”、“review”.是在对某研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上,对该领域研究成果的综合和思考。一般认为,学术论文没有综述是不可思议的。需要将“文献综述( Literature Review)”与“背景描述(Backupground Description)”区分开来。

我们在选择研究问题的时候,需要了解该问题产生的背景和来龙去脉,如“中国半导体产业的发展历程”、“国外政府发展半导体产业的政策和问题”等等,这些内容属于“背景描述”,关注的是现实层面的问题,严格讲不是“文献综述”,关注的是现实层面问题,严格讲不是“文献综述”.

“文献综述”是对学术观点和理论方法的整理。

其次,文献综述是评论性的( Review 就是“评论”的意思),因此要带着作者本人批判的眼光(critical thinking)来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”.

评论的主线,要按照问题展开,也就是说,别的学者是如何看待和解决你提出的问题的,他们的方法和理论是否有什么缺陷?要是别的学者已经很完美地解决了你提出的问题,那就没有重复研究的必要了。

二、意义和目的

总结和综合该方向前人已经做了的工作,了解当前的研究水平,分析存在问题,指出可能的研究问题和发展方向等,并且列出了该方向众多的参考文献,这对后人是一笔相当大的财富,可以指导开题报告和论文的写作。

三、主要内容

(1)该领域的研究意义。

(2)该领域的研究背景和发展脉络。

(3)目前的研究水平、存在问题及可能的原因。

(4)进一步的研究课题、发展方向概况。

(5)自己的见解和感想。

四、分类

综述分成两类。

一类是较为宏观的,涉及的范围为整个领域、专业或某一大的研究方向。

一类是较为微观的,这类综述可以涉及到相当小的研究方向甚至某个算法,谈的问题更为具体与深入。前者立意高,范围广,面宽,故也不易深入,比较好读好懂。这对初入道者、欲对全局有所了解的读者而言很有参考价值。

然而,欲深入课题的研究,则希望能有后一类的综述为自己鸣锣开道,这会节约很多的时间与精力,但往往不能遂人意,于是只好旁征博引,由自己来完成该课题的综述。当写学位论文时,我们要写的也就是这类结合自己研究课题而写就的综述。

五、难点

一篇好的文献综述既高屋建瓴,又脚踏实地;既探?索隐,又如醍醐灌顶。文献综述顾名思义由“综”和“述”组成。前半部分的“综”不算太难,根据所查阅大量的文献进行综合的归类、提炼、概括即可做到的话。

后半部分的评“述”与分析则是一篇“综述”质量高下的分界线,这需要融入作者自己理论水平、专业基础、分析问题、解决问题的能力,在对问题进行合情合理的剖析基础上,提出自己独特的见解。

六、如何收集资料

虽说,尽可能广泛地收集资料是负责任的研究态度,但如果缺乏标准,就极易将人引入文献的泥沼。

技巧一:

瞄准主流。主流文献,如该领域的核心期刊、经典着作、专职部门的研究报告、重要化合物的观点和论述等,是做文献综述的“必修课”.而多数大众媒体上的相关报道或言论,虽然多少有点价值,但时间精力所限,可以从简。怎样摸清该领域的主流呢?

建议从以下几条途径入手:

一是图书馆的中外学术期刊,找到一两篇“经典”的文章后“顺藤摸瓜”,留意它们的参考文献。质量较高的学术文章,通常是不会忽略该领域的主流、经典文献的。

二是利用学校图书馆的“中国期刊网”、“外文期刊数据库检索”和外文过刊阅览室,能够查到一些较为早期的经典文献。

三是国家图书馆,有些上世纪七八十年代甚至更早出版的社科图书,学校图书馆往往没有收藏,但是国图却是一本不少(国内出版的所有图书都要送缴国家图书馆),不仅如此,国图还收藏了很多研究中国政治和政府的外文书籍,从互联网上可以轻松查询到。

技巧二:

随时整理,如对文献进行分类,记录文献信息和藏书地点。做博士论文的时间很长,有的文献看过了当时不一定有用,事后想起来却找不着了,所以有时记录是很有必要的。罗仆人就积累有一份研究中国政策过程的书单,还特别记录了图书分类号码和藏书地点。

同时,对于特别重要的文献,不妨做一个读书笔记,摘录其中的重要观点和论述。这样一步一个脚印,到真正开始写论文时就积累了大量“干货”,可以随时享用。

技巧三:

要按照问题来组织文献综述。看过一些文献以后,我们有很强烈的愿望要把自己看到的东西都陈述出来,像“竹筒倒豆子”一样,洋洋洒洒,蔚为壮观。仿佛一定要向读者证明自己劳苦功高。

我写过十多万字的文献综述,后来发觉真正有意义的不过数千字。

文献综述就像是在文献的丛林中开辟道路,这条道路本来就是要指向我们所要解决的问题,当然是直线距离最短、最省事,但是一路上风景颇多,迷恋风景的人便往往绕行于迤逦的丛林中,反面“乱花渐欲迷人眼”,“曲径通幽”不知所终了。

因此,在做文献综述时,头脑时刻要清醒:我要解决什么问题,人家是怎么解决问题的,说的有没有道理,就行了。

综述是你查阅相关文献的成果。

任何研究都要建立在前人的基础上,并且遵守学术传统,而不是空穴来风。

你需要告诉读者,关于这个问题前人研究到了何种地步,有什么缺陷,应该在哪些方面进行拓展。这一方面是对前人研究的尊重,另一方面也表明了你的文章价值何在。

任何与本文相关的重要成果都应当在综述中得到体现,并且在参考文献中列出。综述不是概述,不能泛泛地引用和概括,要有扬弃,特别是有批评。

否则,如果别人都做好了,要你写文章干嘛。

综述比较容易看出作者对该领域所下的工夫,因为作者需要广泛阅读,理解不同论文在关键假设和模型上的主要分歧。好的综述本身就是一篇独立的文章。

文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文, 它是科学文献的一种。 格式与写法 文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,特别是阳性结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,在根据提纲进行撰写工。 前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。 主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式。可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较,阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。 总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解。 参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此,应认真对待。参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误。关于参考文献的使用方法,录著项目及格式与研究论文相同,不再重复。

本科毕业设计(论文)文献综述院 (系):专 业:班 级:学生姓名: 学 号:年 月 日本科生毕业设计(论文)文献综述评价表毕业设计(论文)题目综述名称 注意综述名称(综述内容中不要出现本课题怎么样等等)评阅教师姓名 职称评 价 项 目 优 良 合格 不合格综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求,格式符合规范06 围绕所选毕业设计(论文)题目搜集文献成绩综合评语:评阅教师(签字):年 月 日文献综述: 小四号宋空一行标题 二号黑居中空一行1 XXX 三号黑XXX 小四号宋,行距20磅 XXXX 小三号黑XXX 小四号宋,行距20磅 XXX 四号黑XXX 小四号宋,行距20磅空一行2 XXXX 三号黑(空1行)参 考 文 献(空1行)[要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例如:][1] 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,2001,32(1):51-53 .(宋体五号,行距固定值20磅)[2] 刘国钧,王连成.图书馆史研究[M].北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.下面的是我的文献综述文献综述:FTO透明导电薄膜的溅射法制备1 前言为了更好的开展毕业论文及毕业实验工作,在查找和阅读与《DSSC用FTO透明导电玻璃的溅射法制备》相关的文献和资料,完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟,导电玻璃的制备方法也越来越成熟,种类也衍生得越来越多。本文章将对国内外的制备方法,种类,发展现状及趋势,工艺性能,退火处理对性能的影响等方面做一简要介绍。2透明导电玻璃的种类及制备方法简介透明导电玻璃的种类 .1 TCO导电玻璃TCO(Transparent Conductive Oxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件.主要包括铟、锡、锌、铬的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。 ITO透明导电玻璃ITO透明导电玻璃全称为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)透明导电膜玻璃,多通过ITO导电膜玻璃生产线,在高度净化的厂房环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。 ITO玻璃产品广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。透明导电玻璃FTO透明导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品,广泛用于液晶显示屏,光催化,薄膜太阳能电池基底等方面,市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有,物理方法:溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等;化学方法:喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法![1]化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够,溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺,只有磁控溅射法和溶胶-凝胶法。特别是,溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。磁控溅射法镀膜:溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面,使靶材的原子被轰击出来,溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁) 之间施加几百K 直流电压,在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电,使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜:真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa,用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片,并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言,其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径:(1)直接蒸发氧化物;(2)采用反应蒸发镀,即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物;(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化,再将凝胶低温处理变为氧化物的方法,是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中,以均匀速度将其提拉出来,在含有水分的空气中发生水解和聚合反应,最后通过热处理形成所需薄膜;而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。化学气相沉积法:化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面,是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足:(1)在沉积温度下,反应物必须有足够的蒸汽压;(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外,其余必须为气态;(3)沉积物的蒸汽压应足够低,以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上,但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多,包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括:设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强;适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜:由于设备简单,薄膜制备的成本也比较低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。喷雾热分解法:喷雾热分解法是化学法成膜的一种,其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化,然后输送到基片表面,在高温作用下,前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应,在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有:压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气,所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应,基片温度一般在300℃以上,在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有:载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等[2]。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制[3]。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜,引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高,化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,这些薄膜具有高载流子浓度(1018~1021cm-3)和低电阻率(10-3~1O-4Ω•cm),且可见光透射率8O%~90%,使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。[4] 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2类,ITO由于其透明性好,电阻率低,易刻蚀和易低温制备等优点,一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好,生产设备简单,生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中,具有很大的优势[5]。Sn02:F(FTO)掺杂体系是一种n型半导体材料,表现出优良的电学和光学性能,并且耐腐蚀,耐高温,成本低,化学稳定性好,是现在研究较多,应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等[6]采用喷雾热解法,以NH4F、SnCl2•2H20为原料,在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到Ω/口,可见光透光率为%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均匀,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用喷雾热解法,制备了不同厚度的FTO薄膜,最低电阻率达到 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等[8]采用喷雾热解法,制备了不同掺F浓度的FTO薄膜,研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学,结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组[9、10]将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极,并获得较高的光电转换效率。射频溅射:射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13.56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是,从阴极发出的电子,经过电场的加速后获得足够的能量,可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面,溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚,最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备,因为绝缘材料在受到正离子轰击时,靶材表面的正离子无法中和,使靶表面的电位逐渐升高,导致阴极靶与阳极问的电场减小,当靶表面电位上升到一定程度时,可以使气体无法电离,溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合,电极和靶材并不需要是导体,射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压,当溅射处于上半周时,由于电子的质量比离子的质量小很多,故其迁移率很高,用很短时间就可以飞向靶面,中和其表面积累的正电荷,从而实现对绝缘材料的溅射,并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子,使其表面因空间电荷而呈现负电位,导致在射频溅射正半周期,也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期,均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面,可以提高溅射速度。[11]用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2:F薄膜,系统的本底真空度为10-3Pa.溅射所用陶瓷靶是由纯度为%SnO2和NH4F,粉末经混合、球磨后压制成坯,再经1300℃烧结而成,靶中NH4F的重量比是%,用纯度为99.99% 的氩气和氧气作为工作气体,由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中,控制真空室内氩气压强为1Pa,氧分压为— Pa,靶与衬底间的距离为5cm.溅射功率为150W,溅射时间为25 min,衬底温度为100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长, nm)测试样品的结构,用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱,使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱,使用普通的万电表测试它的导电性(前提是尽量保持测量条件的一致性)。透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能,被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等,与生活息息相关。在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应,在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一,可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明电极,对它的要求是:具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□);高阳光辐射透过率,即吸收率与反射率要尽可能低;化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中,透明导电膜充当电极,具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息,经过变换处理,以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中,薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点,引起广泛关注,并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性,因此被广泛用作平板显示器的透明电极。在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点,更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展,传感器不断向智能化、微型化方向发展。[13]在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃,对可见光高透射,但对红外光高反射,其反射率大于70%。让阳光中可见光部分透过,而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的,但可将红外部分的热能辐射反射回去,能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性,可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高,人们对透明导电氧化物(TCO)薄膜的要求越来越严格,至少需要满足如下条件:(1)导电性能好,电阻率较低;(2)可见光内透光率较高:(3)镀膜温度更接近室温,能大面积均匀地镀膜;(4)膜层加工性能好,可以进行高精度低损伤腐蚀;(5)热稳定性及耐酸、碱性优良,硬度高;(6)表面形状良好,没有针孔;(7)价格较低,可实现大规模工业化生产。目前,TCO薄膜已普遍达到下列水平:膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级,在可见光区透光率达80%,载流子迁移率一般达到40cm2/(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要,但随着器件性能的不断提升,对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标:禁带宽度>3 eV,直流电阻率~5×10-5 Ω•cm,可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1,载流子迁移率>100 cm2/(v•s)。几十年来,人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2:F(TFO)透明导电薄膜由于其兼备低电阻,高的可见光透过率,近红外高的反射率,优良的膜强度和化学稳定性等优点,越来越受到人们的青睐,必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单,操作方便,利于控制。成本较低,原料易得,但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟,这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验,发表了文献[14],并在文献14中得出了——的结论。制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时,薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm,即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm/min左右,为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长,及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低,随溅射气压的增大而降低。制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下,增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度,增大薄膜的载流子浓度。 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量,并增强薄膜的PL发光强度和导电能力,其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。[15]5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关,退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化,有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流,对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。[16]分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析,发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ,而惰性气氛退火薄膜表面较为致密,结构分析不仅观察到金红石结构的 ,还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明,氧化性气氛退火后,薄膜成分单一,未氧化的 完全氧化成稳定的 ,而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言,惰性气氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化学吸附氧和吸附水较明显,薄膜的稳定性降低。[17]6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式: 带入相关数据可得到,SnO2:F(FTO)的最佳掺杂含量为[18]通过对比总结,参考大量数据,选择溅射功率:100W,溅射压力:5Pa,溅射时间:,溅射靶距:38mm[13、19]做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海, 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东, 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>:F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红, 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等, 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉, n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等, SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A,Masumdar E U,Moholkar A V,et a1.Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J].Physiea B:Condensed Matter,2009,404(12—13):1874 - 1877.8、Moholkar A V,Pawar S M,Rajpure K Y,et 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广西师范大学学报(自然科学版)

节能薄膜研究现状论文

“十二五”规划明确指出环保节能才是未来发展的主题。面对着如火如荼的“绿色革命”谁能不想分羹?保守估测,2015年,我国对于降解塑料的总需求量将达到86万吨,而其产能目前还不到20万吨。虽然相比传统塑料包装材料,目前新型降解材料成本稍高,但是随着环保意识的日益增强,人们愿意为保护环境而使用价格稍高的新型降解材料。特别是近年来,欧、美、日等发达国家和地区相继制订和出台了有关法规,通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用,大力发展生物降解新材料,以保护环境、保护土壤,其中法国2005年即出台政策规定所有可拎一次性塑料袋在2010年后必须可生物降解。与此同时,我国也陆续出台了多项政策鼓励生物降解塑料的应用和推广。从降解塑料的性能指标来看,未来主流的降解塑料发展方向(脂肪族/芳香烃共聚酯、聚乳酸等完全可生物降解塑料)的性能介于聚乙烯和聚丙烯之间。所以随着降解塑料成本的降低,降解塑料可以替代大部分塑料制品在农业和包装塑料制品方面的应用,在日用塑料和医用塑料制品方面,降解塑料也存在着较大的发展空间。综上所述,生物降解塑料主要的目标市场是塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具。就世界整体的需求角度考虑,假设到2015年,降解塑料在政策的推动下能够替代3%农用塑料制品传统塑料的需求;替代4%包装用塑料制品传统塑料的需求;若其行业年均增长速度为3%,则全球降解塑料的总需求量将达到450万吨,相对于目前约80万吨的世界总产能,未来5年的复合年均增长率(CAGR)将达到41%。照此趋势,预计2012年生物塑料的市场潜在需求增长率为20%-25%;长期的年增长率预测是从15%-20%到30%-40%,到2015年市场需求量将达到100亿磅(454万吨)。这一切皆取决于新的生物树脂及其市场的发展速度。参考前瞻产业研究院《2013-2017年 中国生物降解塑料行业深度调研与投资战略规划分析报告》

目前,太阳能光伏发电市场,主流发电方式多以晶体硅为基础原料。2006年—2008年,全球多晶硅市场的疯狂行情导致光伏发电成本大幅上涨。当时,薄膜电池发电方式以其成本低备受青睐,许多电池生产商也纷纷转投薄膜电池生产,薄膜电池发展将替代晶体硅发展的“替代论”充斥行业内部。随着多晶硅价格回归理性,传统光伏电池价格趋于稳定。未来,多晶硅价格仍将处于下降通道,让已引进薄膜电池生产线的企业有些始料不及。随着多晶硅价格失守,薄膜电池成本低的优势正在消失。据记者了解,计划上薄膜电池的企业其薄膜扩张计划均处于停滞状态,如今仅有部分企业在继续薄膜电池的研发与生产。一时间,薄膜是外资设备商“陷阱”的说法在行业内盛行。到底应该如何看待薄膜电池发展?本报专访多位太阳能专家分析评说薄膜电池的发展。“薄膜电池是做为一种新技术引进的”——访北京交通大学理学院太阳能研究所所长徐征教授“薄膜‘替代论’是不客观的”近日,北京交通大学理学院太阳能研究所所长徐征教授接受了记者的专访,他认为,薄膜电池将替代晶体硅电池之说是不客观的。他表示:“市场上认为薄膜电池将凭借其生产成本低、材料易得等优势,替代传统多晶硅、单晶硅电池这种说法是不客观。”徐征说:“持此种观点的人,大多以其材料易得性来说明薄膜电池的成本优势,但从整体成本考虑,仅产品成本低还不足以说明这个行业的生产成本低。比如同样做一个大型电站,除了考虑生产设备、生产技术,还要把更大的土地成本算进去。目前,晶体硅电池的转换率是薄膜电池的两倍,建一个同规模电站的话,仅土地成本薄膜电池将是晶体硅的两倍。一个行业的成本是多种因素构成的,而非一、两个技术特点决定。同一个电站项目,特别是大型电站项目,多晶硅、单晶硅电池的高转换率决定了其比薄膜电池更具优势。”薄膜电池弱光性优势显现徐征教授介绍说,目前,薄膜电池分很多种类。其中有非晶硅与微晶叠层的薄膜电池,转化率可以达到9%;砷化镓,转化率一般在25%左右;碲化镉是市场比较活跃的投资项目,美国第一太阳能去年在世界的碲化镉产量和装机都是最高的。徐征说,不同薄膜电池各有优势,比如砷化镓,其主要应用在太空,转换率非常高,最高可以到达35%以上,并且具有抗辐射的特性。一般来说,热能对砷化镓的影响不大,而晶硅电池遇极热将大幅降低发电效率。徐征教授表示,薄膜电池的弱光性特性将使其适合做幕墙工程。所谓弱光性指的是电池设备对光子的吸收。对光子的吸收越多,转换率就越大。晶体硅转换率高低由太阳光强度以及其对太阳的角度决定,换言之,阳光强度越强;角度越准确,转换率越高。薄膜就像其他技术一样,也有自身的优势。比如其特有的弱光性就是其它电池材料不具备的。光线强与光线弱的时候,晶体硅转换率差别很大。但薄膜却在光线较暗的情况下,依然能够产生电流。玻璃幕墙一般是垂直的,这样的光照角度必然影响其对光子的吸收,从而影响晶体硅的转换率。而薄膜的弱光性,即有光就可以发电的优势,确定其作为建筑幕墙的最好选择。“薄膜设备本来就是非常贵的”据记者了解,以25兆瓦的非晶硅薄膜电池生产线为例,公开资料显示,其价格在3亿元—4亿元人民币之间,而25兆瓦晶体硅太阳能电池生产线的设备成本则仅有4000万元—5000万元。目前,国内引进一台薄膜电池生产机器花费超过1亿元。由此,国外设备投资商对中国实施的“陷阱论”成为热议。对此,徐征所长表示:“不能这么简单地、主观认为这是美国对中国太阳能企业的一个‘陷阱’。”徐征强调:“薄膜电池的引进首先是一种先进技术的引进。而生产薄膜的设备历来都是非常贵的,并不是单纯生产薄膜电池生产设备贵。”徐征解释,现在常生产的平板显示就可以得以说明。目前,在平板显示生产线上,平板显示也需要用到薄膜产品,其薄膜设备可以达到几十个亿。“生产一台薄膜设备造价本身就很高。如果说用在生产薄膜电池非常贵是不客观的。”徐教授说,“不是美国人卖给我们就贵,而是薄膜设备自身制造成本就比较高。 ”“薄膜电池价格优势渐失”“目前,薄膜电池成本低廉的优势渐失。”徐征分析,这主要缘于晶体硅原材料稳步进入价格下降通道,专家预测,未来多晶硅价格还将继续下跌,薄膜成本优势也随着多晶硅价格下降而减弱。这对部分薄膜电池生产商产生了极大的市场压力,从部分薄膜生产商集体选择缄默也表示其对薄膜电池发展充满忧虑。尽管薄膜电池发展受到冲击和考验,但薄膜电池的确也有其发展的空间。比如薄膜电池在幕墙及屋顶项目应用空间还是很大。徐征说:“政府目前允许薄膜电池与晶体硅电池参与太阳能电站的招标,也表明了政府的态度。意味着政府默认薄膜电池与晶体硅并存发展。未来,薄膜电池仍将得到较大的发展。”尚德电力新闻负责人张建敏在接受采访时也基本同意徐征的观点。“薄膜、晶体硅各有市场。” 张建敏说,“从市场分析,薄膜电池还是有其发展空间的。一些薄膜电池公司技术数据能够提高很快,成本优势尚存。从其用途上来看,薄膜更适用于玻璃幕墙的项目,在光伏建筑一体化项目上更具优势。”薄膜电池至少是一种新选择——访中投顾问能源行业首席研究员姜谦近几年来,随着各国的重视程度愈来愈高,全球太阳能光伏产业的发展可谓日新月异。但即便是这样,太阳能光伏发电5倍于传统火力发电的成本仍然让很多企业望而生畏,这也是到目前为止,太阳能光伏发电不仅难与火力发电,甚至难与同为可再生能源的风力发电相抗衡的主要原因。以目前市场上占主流的硅基太阳能电池为例,2006年电池占太阳能光伏系统总成本的比例超过65%,目前也在50-60%,这也就是说电池占了整个光伏系统成本的一半以上。而要降低整个光伏系统的成本,关键点也就在核心部件光伏电池上。中投顾问能源行业首席研究员姜谦在接受采访时表示,虽然随着全球主流厂家技术突破的进程不断加快,硅基太阳能电池成本下降的趋势很明显,但这显然跟不上整个产业的发展步伐。而薄膜电池这时候作为一种新的选择出现,短期内替代硅基电池的主流地位并不现实,但从长远来看,它对于全球光伏产业的巨大推动作用却毋庸置疑。姜谦说:“成本低是薄膜电池相比于硅基电池的最大优势所在。”以目前市场上最成熟的碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池为例,截至2009年,龙头企业First Solar生产成本已经从2008的93美分/瓦降至84美分/瓦,另外,该公司计划到2014年要将成本进一步降至美元,与此同时要将转换效率拉升至。目前在该领域,First Solar还处于独家垄断阶段,随着越来越多竞争者的加入,碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池的发展潜力会更加凸显。通用电气近期与PrimeStar太阳能公司的合作,就是致力于碲化镉薄膜太阳能光伏产品的开发。而除了碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池之外,近期硒化铜铟镓电池(CIGS)也成为市场关注的焦点。CIGS电池具有性能稳定、抗辐射能力强,光电转换效率目前是各种薄膜太阳电池之首,接近于目前市场主流产品晶体硅太阳电池转换效率,成本却是其1/3。2006年、2007年全球CIGS太阳能电池组件的产能分别仅为17MW、60MW左右,产量更是微乎其微。而2008年全球CIGS电池的产量在40MW左右,2009年则是更进一步,产能超过660MW,实际产量也达到180MW左右,增幅超过300%,显示了良好的发展势头。在政策层面,以我国为例,虽然目前国内市场并未真正开启,但在国家能源局主导的第二轮光伏并网电站招标工作中,招标方案将不再限定技术种类,薄膜电池技术也可以参与竞标,这也从一个侧面反映出国家对薄膜电池的支持。综上所述,目前所存在的种种质疑,不应该是对薄膜发展可行性的质疑,但发展时机、发展速度、发展方向等等应该是整个产业需要谨慎对待的。姜谦说:“从产业的长远布局来看,发展薄膜技术不仅是毋庸置疑的,甚至应该是非常紧迫的。”薄膜电池生产企业:薄膜电池发展应有其必要性在采访中,部分薄膜产品生产商表示,与晶体硅电池相比,薄膜电池的成本下降潜力要大得多,主要得益于薄膜太阳能电池的技术进步日新月异。薄膜太阳能电池预计未来的产能可能会达到整个太阳能行业的20%,发展空间较大。薄膜太阳能电池现在发展面临技术突破,有很多物理方法,比如说离子束方法沉积纳米晶硅薄膜工艺。从成本角度分析,未来的薄膜太阳能电池比晶体硅电池有明显优势,较之火电等常规能源具有明显的替代优势。某薄膜电池生产商表示,随着光伏产业在全球能源中占比例逐步提高,薄膜太阳能电池在大型光伏电站、BIPV等应用需求推动下将迅猛发展。但不同的薄膜太阳能电池还有各自的缺点,或转换效率偏低,或存在环境安全问题,有的存在原材料资源稀缺问题,这些问题也需要产业形成规模后逐步解决。“有理由相信,薄膜太阳能电池即将迎来高速成长。”上述企业人士解释,以硅基薄膜太阳能电池为例,其电池技术发展成熟度高,使用叠层工艺将使转换效率及衰减问题不再突出。其次,研发实力雄厚的半导体设备供应商纷纷切入硅基薄膜太阳能电池设备供应领域,薄膜太阳能电池设备供应商快速崛起,对行业迅猛发展起到了重要的推动作用。从技术路线发展看,目前,硅基薄膜太阳能电池已经发展到第四代——非晶硅/微晶硅双结叠层电池。这种非晶硅与微晶硅叠层的基本结构将成为未来硅薄膜太阳能电池的主流发展趋势。“薄膜电池发展有其必要性。”

1值得关注的新品种(或老产品的改进和创新) 水溶性薄膜 主要特点是: (1)力学性-力学性能好,且可热封,热封强度较高; (2)安全性-避免使用者直接接触被包装物,可用于对人体有害物品的包装; (3)环保性-降解彻底,降解的最终产物是CO2和H2O,可彻底解决 包装废弃物的处理问题; (4)防伪性-具有防伪功能,可作为优质产品防伪的最佳武器,延长优质产品的寿命周期。 黑白膜(Black/whitefilm) 主要特点是: (1)热封性-优秀的热封性能; (2)阻氧性-具有独特的避光阻氧功能; (3)性价比低。 我国市场出现鲜奶黑白膜将是未来几年内鲜奶包装的发展方向。目前中国乳品公司使用的鲜奶包装黑白膜依赖进口。 保鲜包装黑白膜一般由三四层不同的聚乙烯加黑白母料共挤复合而成。其热封层一般使用支化程度高而且均匀,且分子量分布较窄的茂金属线型低密度聚乙烯(MLLDPE)以提高黑白膜包装的热封性能。 活性塑料包装薄膜 主要特点是: (1)透气性-让产生的二氧化碳和氧气透过,使易腐烂的产品保持睡眠状态; (2)杀霉菌性-薄膜中含有微量缓慢释放的杀霉菌剂,还能阻止霉菌的生长,包装果蔬的保鲜期可延长1倍以上; (3)保鲜性-能吸收对果蔬成熟起促进作用的乙烯,并使易腐烂产品的周围保持潮湿。能使被包装的新鲜水果、蔬菜和花朵等易腐烂的产品,维持其新鲜度达数个星期之久,较好地解决了这些产品的长途运输问题。 抗微生物的塑料薄膜 主要特点是: (1)使用安全性-在薄膜中减少一次性防腐剂,使消费者减少防腐剂的摄入量; (2)保质性-能延长食品保质期。含有抗微生物的塑料薄膜,可以在一定期限内逐渐向食品内释放防腐剂,这样不仅有效地保证了食品质量。 2包装膜的发展方向 多姿多彩的塑料软包装以其优良的综合性能,合理的价格和有利于环境而成为包装业中发展最快的制品,不断取代其他包装,用途日益扩大,预计未来几年仍将保持良好的增长势头。为提高市场竞争力,塑料软包装向薄壁化、高性能化方向发展,多层复合膜需求增长速度快于普通单层膜。聚乙烯薄膜和聚丙烯复合流延膜与其他多层复合膜在包装上的应用前景最为看好。 3流延薄膜四大发展趋势 (1)材料减量化———为适应包装减量、环保的要求,包装材料的薄型化、轻量化; (2)使用安全化———重视人类自身的健康,材料要安全化; (3)产品智能化———具有保鲜、防腐、抗菌、防伪、延长保质期等多种功能; (4)设备高效化———包装设备正在向大型化、快速化、高效化、自动化方向发展。 绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。绿色化学是近10年才产生和发展起来的一个“新化学婴儿”。1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将防止污染确立为国策,该法案条文中首次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的,用原子利用率衡量反应的原子经济性,在有机合成中最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。 绿色化学的12项原则 为了简述绿色化学的主要观点,和提出了绿色化学的12项原则: 1.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 2.原子经济——设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 3.较少有危害性的合成反应——设计合成工艺只选用或产出对人体或环境毒性小、最好是无毒的物质。 4.生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 5.溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料(如溶剂或析出剂)当不得以使用时,尽可能是无害的。 6.能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境的影响和经济效益。合成过程尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 7.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之废弃。 8.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 9.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 10.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 11.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 12.防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。资源使用的5R理论。近年来生物技术领域有了突破性进展,如公共基因数据库(GenBank)和蛋白质数据库(PDB)中序列的指数增长,高效基因克隆和表达平台的建立,可有效改进生物催化剂专一性、选择性和稳定性的酶定向进化技术的应用。这些进展使生物催化在化学合成中日趋重要。本文综述了生物催化在如下领域的成功应用:在药物生产中用于开发经济的化学酶法合成工艺,在绿色化学领域中最大程度地减少废物的产生和危险试剂的应用,在天然化学领域中对天然产物进行修饰以发现具有更好生物活性的新药物。随着包装材料的大量使用,一些废弃包装材料的处理是目前需要解决的难题。通常对废弃包装材料的处理主要有填埋、焚烧和回收再利用等3种方法。填埋法不但对土地造成污染,而且浪费了大量的土地;焚烧法释放大量有毒气体,对大气造成污染;回收再利用法收集、分拣麻烦,实际应用困难。因此,开发合适的包装材料方法是十分必要的。 生物降解法是一种很好解决废弃包装材料的新方法。它具有储存运输方便、应用范围广等特点,在生物降解包装材料中,生物降解包装塑料是一种常见的包装材料。 1生物降解塑料及其分类生物降解塑料是指当存在水和营养成分的条件下,可以被微生物降解的塑料。生物降解塑料根据其机理和破坏形式,分为完全生物降解和生物破坏性降解两类。 1. 1完全生物降解塑料完全生物降解塑料是指其分子结构可以被微生物或酶完全分解成简单化合物的塑料材料。这类材料目前主要有天然高分子型、人工合成型、微生物合成型和植物转基因型材料。 1. 2生物破坏性降解塑料生物破坏性降解塑料主要是天然高分子与合成高分子复合而成的降解塑料。目前,有望在包装领域中得到应用的复合方法仍以共混为主,其首选基材也是淀粉和纤维素等。 2生物降解包装材料的降解机理2. 1完全生物降解机理完全生物降解其机理是生物降解材料在自然界微生物,如细菌、霉菌和藻类的作用下,可完全分解为CO2、H2O或氨等低分子化合物。它具有储存运输方便、应用范围广等特点。其降解过程大致有3种作用方式。 1)生物的物理作用由于生物细胞的增长而使物质发生机械性破坏;2)生物的化学作用微生物对聚合物的作用而产生新的质;3)酶的直接作用微生物侵蚀导致部分材料分裂或氧化裂解。 2. 2生物破坏性降解机理是指利用天然聚合物(淀粉、纤维素等)的微生物可降解性,采用合成塑料改性(共聚),克服天然聚合物的强度差的缺点,得到可生物降解的塑料。 3生物降解包装塑料研究生物降解包装塑料可在短时间内,在自然环境条件下即能分解的可降解的包装塑料,它是替代目前的常规塑料,解决“白色污染”的新方法,也是国内外学者研究的热点。 生物降解材料的研究国内外已有研究报道。生物降解包装塑料有淀粉基生物降解塑料、微生物发酵合成生物降解材料、纤维素基完全生物降解塑料、光/生物降解塑料和人工合成生物降解材料等。 3. 1淀粉基生物降解塑料有关淀粉基生物降解塑料已有研究报道。滕立军等以淀粉-聚乙烯生物降解膜和通用塑料膜聚乙烯(PE)、聚丙烯(CPP)为试材,从物理性能、力学性能方面进行了研究。研究表明:试验所用降解材料在20~30d内的降解率大于20%;吸水率、渗透性高于通用薄膜PP、CPP;力学性能指标能满足使用要求。同时,分析了生物降解薄膜在包装领域的应用前景。淀粉塑料泛指其组成中含有淀粉或其衍生物的塑料,以天然淀粉为填充剂和以天然淀粉或其衍生物共混体系为主要组成的塑料都属于此类,其中淀粉比例可高达60%。淀粉基塑料是降解塑料中的一大类。 因原淀粉与PE、苯乙烯(PS)等通用型塑料相容性较差,常需引入乙烯醋酸乙烯等相容剂制备共混物。国外,尤其是意大利、美国和日本对淀粉基聚乙烯醇塑料的研究方兴未艾,在技术上各有特色,并达到了一定的高度,其制品的生产形成了一定的规模和影响,美国对淀粉进行改性,制成高淀粉含量(90%以上)的生物降解塑料,它为不透明灰色树脂,熔点约为175~200℃,用双螺杆挤出机于130℃下挤出造粒,以水作为增塑剂成型加工,其注塑品性能与PS相似,但拉伸强度优于PS,在需氧和厌氧条件下均易生物降解,适用于快餐包装材料等。国外已批量生产共混型淀粉基塑料,而且也有利用糊化淀粉和PVA共混研制生产降解塑料。近年来,国外又开发出一种新型淀粉复合材料,由于不包含非降解大分子或小分子组分,所以在环境中可完全生物降解,可用于一次性塑料制品。 淀粉基塑料之所以易降解,主要原因是制品中淀粉成分分解后,制品表面直至内部出现了众多微孔,增大了化学的、生物的和其它侵蚀作用的表面积,加快了残余部分的降解。其中淀粉含量越高,生物降解速度就越快。 3. 2微生物发酵合成生物降解塑料以蜜糖、油脂为原料制得的生物降解包装材料,既具有热塑加工性,又具有完全生物降解性。其主要产品有英国ICI公司的3-羟基丁酯和3-羟基戊酯(0%~30%)的共聚酯“Biopol”、日本东京工业大学资源研究所开发的聚羟基丁酸酯(PHB)以及美国麻省理工学院(MTI)开发的脂肪族共聚酯等。其中取得较大进展的是“Biopol”,它是英国ICI公司于1976年开始研究,利用微生物淀粉发酵制得的,于1990年开始工业化。该产品热分解温度为200℃,在堆肥场地中1年可完全分解,无二次公害。另外PHB是细菌体内为应付食物紧张而储存原料的物质,可被许多细菌激活,导致快速降解,这方面的研究有很大发展前途。 3. 3人工合成生物降解塑料利用化学合成法制造生物降解包装材料较微生物合成法具有较大的灵活性,产品容易控制。研究开发工作是合成具有类似于天然高分子结构的物质或含有容易生物降解官能团的聚合物。目前的主要产品有聚乳酸(PLA)和聚已内酯(PCL)等PLA是一种聚羟基酸,它作为一种生物原制品,具有很好的生物降解性能,且具有良好的生物相溶性和生物可吸收性[11],在降解后不会遗留任何环保问题。其生产厂家主要有日本的岛津制作所和三井东亚化学公司、美国的Cargill公司和Ecochem公司等。1998年,德国的Danone和CargillDow公司合作,采用聚乳酸为原料,开发出快速降解型DANONE酸奶杯。日本钟纺合纤公司以从玉米中提取的聚乳酸为原料,制造出了生物降解型发泡塑料。这种材料的一些物理和化学性质与聚苯乙烯相同,因此现有的塑料发泡材料设备仍可对其进行加工PCL是由E-己内酯在催化剂作用下开链聚合而形成的,在泥土中会慢慢分解,一年可分解去95%。 降解塑料是解决塑料包装一次性制品环境污染问题的有效途径之一,可谓之绿色塑料包装材料。近年来产业化进程迅速,据报道,美国2000年降解高分子材料的应用可达到100万吨;欧洲每年也以40~50万吨的速度增加;我国降解塑料的开发及生产也已形成热点,部分品种已走进市场,前景方兴未艾。 目前,已产业化的降解塑料品种有光降解、光生物降解、生物降解、转基因生物降解等。其中光降解技术虽较成熟,但其降解行为的环境影响因素十分复杂,限制了它在包装领域中的应用。 3. 4纤维素基完全生物降解塑料天然高分子纤维素与淀粉一样,非热塑性材料,不能用常规加工方法加工。采用共混或化学改性方法破坏纤维素的氢键,使纤维素分子上的羟基发生反应,得到纤维素的衍生物,再与未经改性的纤维素或原淀粉等共混,制得性能各异的降解塑料,加工成力学性能好、生产成本低、降解速度快的各种制品或膜材。有人研究发现采用30%~85%可降解纤维素衍生物与30%~70%未改性纤维素或原淀粉共混制成的降解塑料,可用注塑和流延等成型手段,制成各种制品或膜材,其性能、降解速度、生产成本均有在包装领域中推广应用的潜力,可用于食品、日用品的包装。 3. 5光/生物降解塑料在生物降解塑料中,材料的降解行为必须在具有生物活性的环境介质中才能进行。添加适量的光敏剂,可以使塑料同时具有光和生物双重降解性能,在一定条件下,明显提高了降解速度的可控性。因此,光生物降解塑料的开发受到国内外普遍关注。已成为降解塑料的重要研究开发方向之一。近年来,在降解速度、降解的控制、降解的完全性、降解产物的环境安全性及降解材料的评价方法等方面都广泛地进行了研究,并取得一定突破,这类材料在包装领域应用将具有广阔的发展前景。 中新社北京十一月十日电(记者 闫晓虹)记者自今日召开的“有机食品和绿色食品发展高层论坛”上了解到,中国有机食品和绿色食品产业发展前景广阔。 经商务部批准,由中华人民共和国商务部外贸发展事务局、中国粮油食品集团等共同主办的首届中国国际有机食品和绿色食品博览会今日在北京举行。作为该展会的主题活动之一,“有机食品和绿色食品发展高层论坛”,就有机农业在中国农业发展中的作用以及加强国际合作与培育绿色食品国际市场的对策等话题进行深层次研讨。 论坛透露,二十世纪七十年代以来,以生态环境保护和安全农产品生产为主要目的的有机农业/生态农业在欧、美、日以及部分发展中国家得到快速发展。同时,中国有机食品产业发展虽仍处于初级阶段,同发达国家相比所占市场份额还很小,但发展速度很快,目前,中国有机食品生产认证的基地面积约为三十万公顷。 同时,全球有机食品的消费出现了大幅度的增长。尽管目前有机食品零售额在整个食品行业中的份额很小,但增长潜力巨大。据预测,二00八年全球有机食品零售额将达到八百亿美元。在国家把解决三农问题摆在经济工作重中之重的政策背景下,中国有机食品和绿色食品产业发展前景无限广阔。2005年3月14日讯:据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。 由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。 在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。预期'十五'期间,各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。 纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。我国每年房屋竣工面积约为18亿平方米,年增长速度大约为3%。18亿平方米的建筑若全部采用建筑涂料装饰则总共需建筑涂料近300万吨,约200~300亿元的市场。目前,我国建筑涂料年产量仅60多万吨,世界现在涂料年总产量为2500万吨,每人每年消耗4千克,为发达国家的1/10,中国人年均涂料消费只有1.5千克。因而,建筑涂料具有十分广阔的发展前景。 纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品,展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解,消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能,使室内空气更加清新。经测试,对各种霉菌的杀抑率达99%以上,有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料,实际上是高级的卫生型涂料,适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料,利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理,较低的表面张力,具有高强的附着力,漆膜硬度高且有韧性,优良的自洁功能,强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力,疏水性极佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小,能深入墙体,与墙面的硅酸盐类物质配位反应,使其牢牢结合成一体,附着力强,不起皮,不剥落,抗老化。其纳米抗冻性功能涂料,除具备纳米型涂料各种优良性之外,可在-10℃到-25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定,使建筑行业施工缩短了工期,提高了功效,又创造出高质量,一举三得,所以备受建筑施工单位的欢迎。 由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段,技术、工艺还不太成熟,需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明,纳米改性涂料的市场前景是非常好的。合成橡胶以其独特性能,在国防、汽车、医药及环保等领域起着重要的作用。目前我国新型合成橡胶的基本现状是规模、生产技术水平、产品牌号及性能上与国外品种相比还有一定的差距,产品品种少,生产没有形成规模,产品没有形成系列化,部分品种需要依赖进口。这在相当程度上限制和影响下游制品向高性能方向发展。中国汽车工业的快速发展对橡胶制品在质量、性能和数量方面提出了更高的要求,已将进一步拉动和刺激国内新型合成橡胶工业的发展。建立完整的新型合成橡胶上下游产业链,对我国合成橡胶行业发展定将起到促进作用。

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薄膜制备新技术研究发展论文题目

光学薄膜技术是一门交叉性很强的学科,它涉及到光电技术、真空技术、材料科学、精密机械制造、计算机技术、自动控制技术等领域。光学薄膜是一类重要的光学元件,它广泛地应用于现代光学光电子学、光学工程以及其他相关的科 学技术领域。它不仅能改善系统性能(如减反、滤波),而且是满足设计目标的必要手段。光学薄膜可分光透射,分光反射,分光吸收以及改变光的偏振状态或相位,用作各种反射膜,增透膜和干涉滤光片,它们赋予光学元件各种使用性能,对光学仪器的质量起着重要或决定性的作用。

科学家曾经预言21世纪是光子世纪。21世纪初光电子技术迅速发展,光学薄膜器件的应用向着性能要求和技术难度更高、应用范围和知识领域更广、器件种类和需求数量更多的方向迅猛发展。光学薄膜技术的发展对促进和推动科学技术现代化和仪器微型化起着十分重要的作用,光学薄膜在各个新兴科学技术中都得到了广泛的应用。

一、光学薄膜的制造技术

光学薄膜可以采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和化学液相沉积(CLD)三种技术来制备。

1、物理气相沉积(PVD)

PVD需要使用真空镀膜机,制造成本高,但膜层厚度可以精确控制,膜层强度好,目前已被广泛采用。在PVD法中,根据膜料气化方式的不同,又分为热蒸发、溅射、离子镀及离子辅助镀技术。其中,光学薄膜主要采用热蒸发及离子辅助镀技术制造,溅射及离子镀技术用于光学薄膜制造的工艺是近几年才开始的。

热蒸发

光学薄膜器件主要采用真空环境下的热蒸发方法制造,此方法简单、经济、操作方便。尽管光学薄膜制备技术得到长足发展,但是真空热蒸发依然是最主要的沉积手段,当然热蒸发技术本身也随着科学技术的发展与时俱进。 在真空室中,加热蒸发容器中待形成膜的原材料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法。

热蒸发的三种基本过程:由凝聚相转变为气相的相变过程;气化原子或分子在蒸发源与基片之间的运输,即这些粒子在环境气氛中的飞行过程;蒸发原子或分子在基片表面的沉积过程。

溅射

溅射指用高速正离子轰击膜料表面,通过动量传递,使其分子或原子获得足

够的动能而从靶表面逸出(溅射),在被镀件表面凝聚成膜。

与蒸发镀膜相比,其优点是:膜层在基片上的附着力强,膜层纯度高,可同时溅射不同成分的合金膜或化合物;缺点是:需制备专用膜料靶,靶利用率低。

溅射的方式有三种:二级溅射、三级/四级溅射、射频溅射。

离子镀

离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰击获得致密膜层的双优效果,离子镀膜层附着力强、致密。离子镀常见类型:蒸发源和离化方式。

特点:

a、膜附着力强。这是由注入和溅射所致。

b、绕镀性好。原理上,电力线所到之处皆可镀上膜层,有利于面形复杂零件膜层的镀制。

c、膜层致密。溅射破坏了膜层柱状结构的形成。

d、成膜速率高。与热蒸发的成膜速率相当。

e、可在任何材料的工作上镀膜。绝缘体可施加高频电场。

粒子辅助镀

在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器—离子源,产生离子束,在热蒸发进行的同时,用离子束轰击正在生长的膜层,形成致密均匀结构(聚集密度接近于1),使膜层的稳定性提高,达到改善膜层光学和机械性能。

离子辅助镀技术与离子镀技术相比,薄膜的光学性能更佳,膜层的吸收减少,波长漂移极小,牢固度好,该技术适合室温基底和二氧化锆、二氧化钛等高熔点氧化物薄膜的镀制,也适合变密度薄膜、优质分光镜和高性能滤光片的镀制。

2、化学气相沉积(CVD)

化学气相沉积就是利用气态先驱反应物,通过原子、分子间化学反应的途径来生成固态薄膜的技术。

CVD一般需要较高的沉积温度,而且在薄膜制备前需要特定的先驱反应物,在薄膜制备过程中也会产生可燃、有毒等一些副产物。但CVD技术制备薄膜的沉积速率一般较高。

3、化学液相沉积(CLD)

CLD工艺简单,制造成本低,但膜层厚度不能精确控制,膜层强度差,较难获得多层膜,还存在废水废气造成的污染问题,已很少使用。

二、光学薄膜的种类

用光学功能薄膜制成的种类繁多的光学薄膜器件,已成为光学系统、光学仪器中不可缺少的重要部件。其应用已从传统的光学仪器发展到天文物理、航天、激光、电工、通信、材料、建筑、生物医学、红外物理、农业等诸多技术领域。

分为 : 基本光学薄膜、控光薄膜、光学薄膜材料

1、基本光学薄膜

基本光学薄膜是指能够实现分光透射、分光反射、分光吸收和改变光的偏振状态或相位,可用于各种反射膜、增透膜和干涉滤波片的薄膜,它赋予光学元件各种使用性能,对保证光学仪器的质量起到决定性的作。

减反膜(增透膜)

减反膜是用来减少光学元件表面反射损失的一种功能薄膜。它可以有单层和多层膜系构成。单层膜能使某一波长的反射率为零,多层膜在某一波段具有实际为零的反射率。在应用中,由于条件和应用对象不同,其所用的减反膜的类型与诸多因素有关,例如基片材料、波长领域、所需特征及成本等。

a、单层减反膜

为减少光的反射消耗,增大光线的透射率,常在玻璃的表面上沉积一层减反膜。其原理是光的干涉现象。只要膜的折射率小于玻璃基片的折射率,就能都实现光的减反射作用。

b、多层减反膜

多层减反膜主要是为了改进单层减反膜的不足,进一步提高减反膜的效果,因而采用增加膜层层数的措施。

反射膜

反射膜的作用与减反膜相反,它是要求把大部分或几乎是全部入射光反射回去。如光学仪器、激光器、波导管、 汽车 、灯具的反射镜,都需要沉积镀制反射薄膜。反射膜有金属膜和介质膜两种

a、金属反射膜

金属反射膜具有很高的反射率和一定的吸收能力。金属高反射膜仅用于对膜的吸收损耗没有特殊要求的场合。

b、介质反射膜

金属高反射膜的吸收损失较大,在某些应用中,如多光束干涉仪、高质量激光器的反射膜,就要求沉积低吸收、高反射的全介质高反射膜。

2、控光薄膜

控光薄膜分为阳光控制膜、低辐射率膜、光学性能可变换膜三种 。

、阳光控制膜

在玻璃上镀上一层光学薄膜,使玻璃对太阳光中的可见光部分有较高的透射率,而对太阳光中的红外部分有较高的反射率,并对太阳光中的紫外线部分有很高的吸收率。将它制成阳光镀膜幕墙玻璃,就能保证白天建筑物内有足够的亮度等等

、低辐射率膜

在玻璃的表面镀制一层低辐射系数的薄膜,称为低辐射率膜,俗称隔热膜,它对红外线有较高的反射率。

、光学性能可变换膜

光学性能可变换膜是指物质在外界环境影响下产生一种对光反应的改变,在一定外界条件(热、光、电)下,使它改变颜色并能复原,这种变色膜是一类有广阔应用前景的光学功能材料。

3、光学薄膜材料

、金属和合金

金属和合金是较为广泛的薄膜,具有反射率高、截止带宽、中性好、偏振效应小以及吸收可以改变等特点,在一些特殊用途的膜系中,它们有特别重要的作用。

、化合物(电介质)

化合物是有重要用途并广泛应用的光学薄膜,主要有:卤化物、氧化物、硫化物和硒化物。

、半导体

半导体材料在近红外和远红外区透明,是一类重要的光学薄膜材料。在光学薄膜中使用最普遍的半导体材料是硅和锗。

三、光学薄膜研究的趋势

综合国内外光学及光学薄膜的研究现状,光学薄膜的研究呈现以下几个发展趋势:

1、继续重视对传统光学仪器中光学薄膜应用的研究和开发,提高薄膜的光学质量,研究大面积镀膜技术及其应用;

2、开发与新型精密光学仪器及光电子器件要求相适应的光学薄膜及其材料的制备方法,以满足现代光学、空间技术、 军事技术和全光网络技术日益迫切的需要;

3、开发极端光谱条件下的光学薄膜,如超窄带密集型波分复用滤波片,软X射线膜,高功率激光膜等的制备技术;

4、开发与环境保护息息相关的“绿色光学薄膜”,实现光能与人类 健康 需要的相互协调;

5、研究光学薄膜的材料物理、成膜过程的原位观察,实现镀膜过程的自动控制和超快速低温镀膜。

时至今日,光学薄膜已获得很大的发展,光学薄膜的生产已逐步走向系列化、 程序化和专业化,但是,在光学薄膜的研究中还有不少问题有待进一步解决, 光学薄膜现有的水平还需要进一步提高。科学家曾预言21世纪是光子世纪,而光学薄膜作为传输光子并实现其各种功能的重要载体,必然会在光学、光电子学及光子学获得突破性发展的同时,得到进一步的繁荣和发展。

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在中国,塑料工业在50-60年代快速发展,其中塑料包装于70年代起步,80年代初至90年代是成长期,国内各种商品的塑料外包装效果和功能发生了根本性的变化,自90年代起,跨国消费品企业陆续进入中国,整个消费市场对塑料包装的要求更加追求完美,需求迅速增长,不少企业开始扩大对塑料包装的投资规模。近年来我国农业、食品业、化妆品行业等快速发展,大力推动了包装行业的发展,从而助推塑料薄膜行业的前进。前瞻网发布的的《中国塑料薄膜制造行业产销需求与投资预测分析报告》数据显示,2012年,我国塑料薄膜实现工业总产值亿元,实现销售收入亿元。其中,塑料包装行业实现工业总产值亿元,实现销售收入亿元,分别占塑料薄膜行业工业总产值和销售收入的、。由此可见塑料包装行业的发展对塑料薄膜行业的发展尤为重要。从包装种类来看,2012年,我国塑料包装实现工业总产值亿元,实现销售收入亿元;玻璃包装实现销售收入亿元;金属包装实现销售收入亿元,可见2012年我国塑料包装占据包装行业主要的市场份额,领先玻璃和金属等包装材料。前瞻网塑料薄膜制造行业报告显示,近年来我国塑料薄膜产量逐年增加,年均增长速度达到了15%,2017年我国塑料薄膜产量将达到万吨。此外,“十二五”期间我国塑料薄膜市场将保持20%以上的容量扩张,预计2017年我国塑料薄膜市场规模将达到亿元。目前我国塑料薄膜已处于结构性供需矛盾的状态,传统薄膜供过于求;高新薄膜则供不应求。未来几年塑料薄膜行业市场规模虽快速增长,但企业应注意加强高端产品的研发产出。

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FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有,物理方法:溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等;化学方法:喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法![1]化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够,溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺,只有磁控溅射法和溶胶-凝胶法。特别是,溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。磁控溅射法镀膜:溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面,使靶材的原子被轰击出来,溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁) 之间施加几百K 直流电压,在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电,使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜:真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa,用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片,并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言,其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径:(1)直接蒸发氧化物;(2)采用反应蒸发镀,即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物;(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化,再将凝胶低温处理变为氧化物的方法,是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中,以均匀速度将其提拉出来,在含有水分的空气中发生水解和聚合反应,最后通过热处理形成所需薄膜;而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。化学气相沉积法:化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面,是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足:(1)在沉积温度下,反应物必须有足够的蒸汽压;(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外,其余必须为气态;(3)沉积物的蒸汽压应足够低,以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上,但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多,包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括:设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强;适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜:由于设备简单,薄膜制备的成本也比较低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。喷雾热分解法:喷雾热分解法是化学法成膜的一种,其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化,然后输送到基片表面,在高温作用下,前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应,在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有:压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气,所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应,基片温度一般在300℃以上,在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有:载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等[2]。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制[3]。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜,引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高,化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,这些薄膜具有高载流子浓度(1018~1021cm-3)和低电阻率(10-3~1O-4Ω•cm),且可见光透射率8O%~90%,使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。[4] 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2类,ITO由于其透明性好,电阻率低,易刻蚀和易低温制备等优点,一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好,生产设备简单,生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中,具有很大的优势[5]。Sn02:F(FTO)掺杂体系是一种n型半导体材料,表现出优良的电学和光学性能,并且耐腐蚀,耐高温,成本低,化学稳定性好,是现在研究较多,应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等[6]采用喷雾热解法,以NH4F、SnCl2•2H20为原料,在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到Ω/口,可见光透光率为%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均匀,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用喷雾热解法,制备了不同厚度的FTO薄膜,最低电阻率达到 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等[8]采用喷雾热解法,制备了不同掺F浓度的FTO薄膜,研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学,结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组[9、10]将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极,并获得较高的光电转换效率。射频溅射:射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13.56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是,从阴极发出的电子,经过电场的加速后获得足够的能量,可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面,溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚,最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备,因为绝缘材料在受到正离子轰击时,靶材表面的正离子无法中和,使靶表面的电位逐渐升高,导致阴极靶与阳极问的电场减小,当靶表面电位上升到一定程度时,可以使气体无法电离,溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合,电极和靶材并不需要是导体,射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压,当溅射处于上半周时,由于电子的质量比离子的质量小很多,故其迁移率很高,用很短时间就可以飞向靶面,中和其表面积累的正电荷,从而实现对绝缘材料的溅射,并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子,使其表面因空间电荷而呈现负电位,导致在射频溅射正半周期,也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期,均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面,可以提高溅射速度。[11]用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2:F薄膜,系统的本底真空度为10-3Pa.溅射所用陶瓷靶是由纯度为%SnO2和NH4F,粉末经混合、球磨后压制成坯,再经1300℃烧结而成,靶中NH4F的重量比是%,用纯度为99.99% 的氩气和氧气作为工作气体,由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中,控制真空室内氩气压强为1Pa,氧分压为— Pa,靶与衬底间的距离为5cm.溅射功率为150W,溅射时间为25 min,衬底温度为100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长, nm)测试样品的结构,用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱,使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱,使用普通的万电表测试它的导电性(前提是尽量保持测量条件的一致性)。透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能,被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等,与生活息息相关。在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应,在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一,可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明电极,对它的要求是:具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□);高阳光辐射透过率,即吸收率与反射率要尽可能低;化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中,透明导电膜充当电极,具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息,经过变换处理,以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中,薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点,引起广泛关注,并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性,因此被广泛用作平板显示器的透明电极。在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点,更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展,传感器不断向智能化、微型化方向发展。[13]在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃,对可见光高透射,但对红外光高反射,其反射率大于70%。让阳光中可见光部分透过,而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的,但可将红外部分的热能辐射反射回去,能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性,可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高,人们对透明导电氧化物(TCO)薄膜的要求越来越严格,至少需要满足如下条件:(1)导电性能好,电阻率较低;(2)可见光内透光率较高:(3)镀膜温度更接近室温,能大面积均匀地镀膜;(4)膜层加工性能好,可以进行高精度低损伤腐蚀;(5)热稳定性及耐酸、碱性优良,硬度高;(6)表面形状良好,没有针孔;(7)价格较低,可实现大规模工业化生产。目前,TCO薄膜已普遍达到下列水平:膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级,在可见光区透光率达80%,载流子迁移率一般达到40cm2/(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要,但随着器件性能的不断提升,对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标:禁带宽度>3 eV,直流电阻率~5×10-5 Ω•cm,可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1,载流子迁移率>100 cm2/(v•s)。几十年来,人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2:F(TFO)透明导电薄膜由于其兼备低电阻,高的可见光透过率,近红外高的反射率,优良的膜强度和化学稳定性等优点,越来越受到人们的青睐,必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单,操作方便,利于控制。成本较低,原料易得,但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟,这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验,发表了文献[14],并在文献14中得出了——的结论。制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时,薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm,即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm/min左右,为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长,及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低,随溅射气压的增大而降低。制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下,增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度,增大薄膜的载流子浓度。 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量,并增强薄膜的PL发光强度和导电能力,其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。[15]5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关,退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化,有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流,对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。[16]分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析,发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ,而惰性气氛退火薄膜表面较为致密,结构分析不仅观察到金红石结构的 ,还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明,氧化性气氛退火后,薄膜成分单一,未氧化的 完全氧化成稳定的 ,而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言,惰性气氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化学吸附氧和吸附水较明显,薄膜的稳定性降低。[17]6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式: 带入相关数据可得到,SnO2:F(FTO)的最佳掺杂含量为[18]通过对比总结,参考大量数据,选择溅射功率:100W,溅射压力:5Pa,溅射时间:,溅射靶距:38mm[13、19]做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海, 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东, 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>:F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红, 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等, 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉, n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等, SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A,Masumdar E U,Moholkar A V,et a1.Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J].Physiea B:Condensed Matter,2009,404(12—13):1874 - 1877.8、Moholkar A V,Pawar S M,Rajpure K Y,et 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广西师范大学学报(自然科学版)

文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文, 它是科学文献的一种。 格式与写法 文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,特别是阳性结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,在根据提纲进行撰写工。 前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。 主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式。可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较,阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。 总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解。 参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此,应认真对待。参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误。关于参考文献的使用方法,录著项目及格式与研究论文相同,不再重复。

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