LPCVD法制備納米TiO2薄膜能效研究及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、自進(jìn)入21世紀(jì)，納米技術(shù)發(fā)展迅速，已成為引領(lǐng)世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一。隨著人們對(duì)納米材料研究的不斷深入，納米材料的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到各行各業(yè)。其中二氧化鈦納米薄膜因其獨(dú)特的光催化性能，廣泛應(yīng)用于污染治理、自清潔玻璃等方面。但是在納米薄膜的制備過程中存在著高能耗、低利用率等問題，這與近些年來自然資源匱乏的現(xiàn)狀，人們?nèi)找嫣岢墓?jié)約能源、提高能效的理念相違背，因而對(duì)納米薄膜的制備過程的能量消耗機(jī)理及提高其利用率的研究需求變得日漸迫切。<

2、br>　　本文以低壓化學(xué)氣相沉積（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD）工藝制備納米TiO2薄膜的過程為研究對(duì)象，首先運(yùn)用化工流體力學(xué)、納米薄膜制備原理與技術(shù)以及質(zhì)量守恒定律的相關(guān)知識(shí)，得到反應(yīng)爐中混合氣體的運(yùn)動(dòng)方程以及襯底上部前驅(qū)體的濃度函數(shù)，以此為基礎(chǔ)建立了TiO2納米薄膜沉積進(jìn)度函數(shù)模型。然后，根據(jù)相關(guān)熱力學(xué)知識(shí)，在特定的工藝條件下，獲取制備過程中參與化學(xué)反應(yīng)的前驅(qū)體以及化學(xué)反應(yīng)

3、自身的熱力學(xué)值，建立了化學(xué)反應(yīng)的參數(shù)化熱力學(xué)模型。根據(jù)TiO2納米薄膜的沉積速率得到化學(xué)反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱力學(xué)值，建立沉積過程中的有效能模型。其次，查閱相關(guān)手冊(cè)及文獻(xiàn)得到不同工藝條件下的模型中的參數(shù)值，對(duì)已建立的沉積速率模型及沉積過程中的有效能模型進(jìn)行求解，得到不同工藝條件下的前驅(qū)體的利用率、一定時(shí)間內(nèi)沉積納米薄膜質(zhì)量、制備過程中的有效能及比能耗。再次，基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)不同工藝條件下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析:根據(jù)計(jì)算結(jié)果的各因素的