沉積摻鋁氧化鋅滌綸非織造材料的性能研究.pdf

1、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜是一種新型的半導(dǎo)體光電子功能材料，具有較高的禁帶寬度，顯現(xiàn)出紫外線截止、可見光高度透明、紅外區(qū)的高度反射及較低的電阻率等特性。其中，氧化鋅(ZnO)摻雜氧化鋁(Al2O3)形成摻鋁氧化鋅(AZO)納米薄膜已成為透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)；它不僅原料豐富、價(jià)格便宜、無毒，并且具有很好的光電特性。非織造材料具有豐富的表面積、獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及豐富的孔隙等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和柔軟、透氣和易折疊等優(yōu)異性能，因此，沉積摻鋁氧化鋅非

2、織造材料性能的研究，對(duì)于新型電磁屏蔽材料及吸波材料的開發(fā)具有重要的意義和應(yīng)用前景。
　　 本文采用射頻磁控濺射法在滌綸(PET)非織造基材上沉積AZO納米結(jié)構(gòu)薄膜，研究了不同因素對(duì)薄膜性能的影響。
　　 首先，對(duì)室溫下PET纖維基AZO薄膜的制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以濺射功率、氣壓、厚度為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一組3因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)L9(33)，通過四探針測(cè)量儀測(cè)試方塊電阻、AFM原子力觀察形貌及紫外可見分光光度計(jì)測(cè)試，分析工藝

3、參數(shù)對(duì)AZO薄膜性能影響，得出制備AZO薄膜的最佳工藝為:濺射功率150W、厚度100nm和氣壓0.2Pa，該參數(shù)下樣品的方塊電阻為1.633×103Ω/□，AZO納米顆粒的平均直徑約為69.4nm。
　　 其次，利用冷熱循環(huán)試驗(yàn)表征AZO薄膜與基材之間的結(jié)合牢度，即在沸水與冰水中循環(huán)交替、烘干；通過稱重測(cè)得薄膜脫落的量、SEM觀察試驗(yàn)前后薄膜的形貌及AFM分析薄膜的粗糙度；結(jié)果表明:當(dāng)冷熱循環(huán)次數(shù)達(dá)到10次時(shí)，薄膜的質(zhì)量趨于緩

4、和，基材與薄膜的結(jié)合牢度趨于穩(wěn)定，此時(shí)薄膜表面出現(xiàn)明顯的脫落現(xiàn)象，粗糙度隨冷熱循環(huán)次數(shù)增加由8.8nm增加到17.8nm逐漸增大。
　　 同時(shí)也考察了冷熱循環(huán)試驗(yàn)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響，通過孔徑儀測(cè)試沉積納米AZO非織造材料在冷熱循環(huán)中的孔徑變化，發(fā)現(xiàn)隨著冷熱循環(huán)次數(shù)的增加，AZO薄膜的空隙平均直徑越來越大，由16.6535μm增加到19.3226μm；薄膜的方塊電阻增加，導(dǎo)電性能越來越差，當(dāng)冷熱循環(huán)次數(shù)達(dá)到10次時(shí)，AZO薄膜