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等离子薄膜仪

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等离子薄膜仪相关的论坛

  • 石英管式微波等离子体发生装置制备金刚石薄膜

    富阳精密仪器厂电话:0571-63253615 传真:0571-63259015地址:浙江富阳新登南四葛溪南路26号 邮编:311404联系人:温先生电话:13968165189Email:manbbb@sina.com网址:www.jingmiyiqi.net 石英管式微波等离子体装置是我厂专门为大学和研究机构设计的小型化产品,可用于薄膜材料的制备和等离子体物理等方面的研究工作,并且特别适宜于大中专学校的材料、化学工程与工艺、物理等专业的学生实验。该装置利用微波能激励稀薄气体放电在石英管中产生稳态等离子体,通过通入不同的工作气体,可进行功能薄膜材料的制备、化学合成、表面刻蚀、等离子体诊断等多方面的实验。1 主要配置 1. 2.45GHz,0~500W微波功率连续可调,可满足不同实验的要求; 2. ф50mm的石英管真空室,带有一个观察窗和一个诊断窗口,保证各种实验方便进行; 3. 石英管采用水冷却,可保证装置在高功率条件下安全运行; 4. 配置了3路气体管路,气体流量控制方便; 真空测量系统及控制阀门可保证真空室所需的真空环境。2 典型实验 1. 等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积 A(气)+B(气)→ C(固)+D(气) 反应气体A、B被激发为等离子体状态, 其活性基团发生反应生成所需要的固态物沉积在基片上,可广泛用于薄膜或纳米材料的合成。如金刚石薄膜氮化碳薄膜、碳纳米材料等。 2. 等离子体表面刻蚀 A(气)+B(固)→ C(气) 反应气体A 被激发为等离子体状态与固体B表面原子发生反应生成气态物C,可用于集成电路的刻蚀实验。 3. 等离子体催化反应 利用等离子体中丰富的活性成分,如紫外和可见光子、电子、离子、自由基;高反应性的中性成分,如活性原子,受激原子态,从而引发在常规化学反应中不能或很难实现的化学反应。 4. 等离子体表面改性 A(气)+B(固)→ C(固) 反应气体A 被激发为等离子体状态与固体B表面发生反应生成新的化合物从而达到改变B物质表面性质的目的。可广泛用于高分子材料、金属材料及生物医用材料的表面改性实验。[em28] [em28] [em28] [em28]

  • 【资料】-微波等离子体及其应用

    【资料】-微波等离子体及其应用

    关键词: 化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积 微波等离子体CVD法 微波等离子体热处理仪 金刚石薄膜 微波烧结 新材料 纳米催化剂 一、微波等离子体简介等离子体的研究是探索并揭示物质“第四态” ——等离子体状态下的性质特点和运行规律的一门学科。它是包含足够多的正负电荷数目近于相等的带电粒子的非凝聚系统。等离子体的研究主要分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体中的粒子温度高达上千万以至上亿度,是为了使粒子有足够的能量相碰撞,达到核聚变反应。低温等离子体中的粒子温度也达上千乃至数万度,可使分子 (原子)离解、电离、化合等。可见低温等离子体温度并不低,所谓低温,仅是相对高温等离子体的高温而言。高温等离子体主要应用于能源领域的可控核聚变,低温等离子体则是应用于科学技术和工业的许多领域。高温等离子体的研究已有半个世纪的历程,现正接近聚变点火的目标;而低温等离子体的研究与应用,只是在近年来才显示出强大的生命力,并正处于蓬勃的发展时期。微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积技术原理是利用低温等离子体(非平衡等离子体)作能量源,工件置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使工件升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在工件表面形成固态薄膜。它包括了化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积的一般技术,又有辉光放电的强化作用。 金刚石膜具有极其优异的物理和化学性质,如高硬度、低磨擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙和载流子的高迁移率以及这些优异性质的组合和良好的化学稳定性等,因此金刚石薄膜在各个工业领域有极其广泛的应用前景。 1. 在药瓶内镀上金刚石薄膜,可以避免药品在瓶内起反应,延长药品的保 全寿命; 2. 可作为计算机硬盘的保护层。目前的计算机硬盘,磁头在不用时要移到硬盘旁边的位置上,如果硬盘包有金刚石薄膜,则磁头可以始终放在硬盘上,这样就提高了效率; 3. 在切割工具上镀上金刚石薄膜,可以使工具在很长时间内保持锋利; 4. 用于制造带有极薄金刚石谐振器的扬声器; 5. 涂于计算机集成电路块,能抗辐射损坏,而一般硅集成块却易受辐射损坏。它能将工作时产生的热迅速散发掉,使集成块能排列得更紧凑些; 6. 用于分析X射线光谱的仪器,透过X射线的性能较别的材料好。 金刚石膜沉积必须要有两个条件: 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。 由于粒子间的碰撞,产生剧烈的气体电离,使反应气体受到活化。同时发生阴极溅射效应,为沉积薄膜提供了清洁的活性高的表面。因而整个沉积过程与仅有热激活的过程有显著不同。这两方面的作用,在提高涂层结合力,降低沉积温度,加快反应速度诸方面都创造了有利条件。 微波等离子体金刚石膜系统应由微波功率源,大功率波导元件、微波应用器及传感与控制四部分组成。应用器是针对应用试验的类型而设计,其微波功率密度按需要而设定,并按试验需要兼容各种功能,具有较强的专用性质。微波功率源、大功率波导元件及传感和控制三种类型的部件,是通用的部件,可按需要而选定。反应器必须可以抽成真空;且可置于高压。因此微波传输必须和反应器隔离开来。反应器中可以通入其他气体。下面是一个反应器图。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/05/200605221201_18795_1613333_3.jpg[/img]半导体生产工艺中已经采用微波等离子体技术,进行刻蚀、溅射、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积、氧化硅片;还可用于金属、合金、非金属的表面处理;用于等离子体光谱分析,可检测十几种元素。 二、微波等离子体源 目前国内微波离子体源的研究工作,大部分在2450MHZ这个频段上进行,部分还可能采用915MHZ频段。这两个频段均采用连续波磁控管,并做成连续波功率微波源。但实际情况均具有较大的波纹因素,说得确切一些是三相全波整流或单相全波整流的波形被磁控管锐化了波纹状态。家用微波炉的电路结构实际上是可控的单相半波倍压整流电路,其波纹因素更大。 这种工作状态受电网波动的影响,平均功率不断变化,具有很大的不稳定性,造成功率密度的不确定。在微波等离子体金刚石膜制作系统要求很严格的情况下,会造成实验结果重复性不满意。因此需要稳定且纹波系数小的微波源是系统成功关键。 另外,近来微波等离子体的研究首先发现这些问题,电源的不稳定性会造成等离子体参数的变化。但用毫秒级的脉冲调制连续波磁控管,在许多实验中取得了良好的实验效果。理论分析调制通断时间的选定可以获得改善效果。 1. 物料介电损耗的正温度系数锐化了不均匀的加热效果,造成局部点的热失控现象。必要的周期停顿,利用热平衡的过程,可以缓解这些不均匀因素,抑制热失控现象的建立。 2. 避免了微波辅助催化反应过程中若干不需要副反应的累积。周期性的停顿可以避免这些副反应累积增强,停顿就是副反应的衰落,再从新开始,这样就避免了副反应的过度增长。 三、微波等离子体的应用 微波等离子体的应用技术主要用来制造特种性能优良的新材料、研制新的化学物质,加工、改造和精制材料及其表面,具有极其广泛的工业应用——从薄膜沉积、等离子体聚合、微电路制造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等离子体喷涂、等离子体冶金、等离子体化工、微波源等。等离子体技术已开辟的和潜在的应用领域包括:半导体集成电路及其他微电子设备的制造;工具、模具及工程金属的硬化;药品的生物相溶性,包装材料的制备;表面上防蚀及其他薄层的沉积;特殊陶瓷(包括超导材料);新的化学物质及材料的制造;金属的提炼;聚合物薄膜的印刷和制备;有害废物的处理;焊接;磁记录材料和光学波导材料;精细加工;照明及显示;电子电路及等离子体二极管开关;等离子体化工(氢等离子体裂解煤制乙炔、等离子体煤气化、等离子体裂解重烃、等离子体制炭黑、等离子体制电石等)。 微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积制备纳米催化剂的研究等。 微波等离子体的应用前景广阔。来源于汇研微波

  • 用 ICP-MS 进行 CIGS薄膜组分测试问题

    大家好,群中有没有人做过 用 ICP-MS(电感耦合等离子体质谱仪)测试 CIGS(铜铟镓硒太阳能电池)薄膜的组分。我想要做这方面的测试,我用10%的硝酸 溶解 CIGS 薄膜,但是CIGS薄膜好像不溶解, 只是呈片状 悬浮于溶液中。对于 用 ICP-MS(电感耦合等离子体质谱仪)测试 CIGS薄膜的组分, 大家有没有什么建议,希望大家 踊跃发言!

  • 用 ICP-MS 进行 CIGS薄膜组分测试问题

    大家好,群中有没有人做过 用 ICP-MS(电感耦合等离子体质谱仪)测试 CIGS(铜铟镓硒太阳能电池)薄膜的组分。我想要做这方面的测试,我用10%的硝酸 溶解 CIGS 薄膜,但是CIGS薄膜好像不溶解, 只是呈片状 悬浮于溶液中。对于 用 ICP-MS(电感耦合等离子体质谱仪)测试 CIGS薄膜的组分, 大家有没有什么建议,希望大家 踊跃发言!CIGS薄膜 分别有 铜Cu 铟In 镓Ga 硒Se 四种元素

  • 【求助】多层薄膜能测出每一层的拉曼普吗

    大概有十多层,薄的有几十纳米,厚的几百纳米,半导体量子井结构,薄膜之间因掺杂或载流子密度有所不同,载流子振荡可能会产生等离子激元与晶格震动的耦合,这样有没有可能分别测出每一层的拉曼光谱,或在拉曼光谱中找出每一层的特征峰?以前没做过拉曼测量,刚要接触,很多都不懂,谢谢回答!

  • 【资料】—与微波等离子体相关的历史事件

    [b]与[/b][color=red]微波等离子体[/color][b]相关的历史事件[/b] 2001年周健等开展了微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积金刚石膜研究阁。 2000年,陈栋梁、李庆等人进行了甲烷和氮气在低压微波等离子体下的转化研究,其生成的主要产物是HCN和乙炔,以及少量的含氰化合物,更高级的烃类以及氨或胺类没有检测到[1996年,海光与吉林大学金钦汉教授联合申报“微波等离子体炬发射光谱仪”获得成功。从1983年以来,加茂睦和和瀚高信雄等人’-用微波等离子体 CVD法在更温和的条件下合成了几毫米厚的微晶金刚石薄膜。 1983年日本的加茂睦和等人采用氢气和甲烷气体,用微波等离子体在硅片和石英片上沉积出金刚石膜”留校一直参加微波及电子线路方面的教学和科研工作,1982年以后开始从事微波等离子体方面的研究和有关设备的研制工作,作为主要完成人的“微波等离子体源及沉积设备”于1988年获电子工业部科技进步一等奖,微波等离子体CVD设备”于1992年获国家科技进步三等奖,1992年开始参与太阳能利用方面的工作。从1979年起,科研方向转变到更广泛的领域,提出“广义微波”的概念,即波长与器件尺寸可以相比拟或略小于器件尺寸的波动现象,其理论基础都是微波理论的发展,从而确定了微波声学、导波光学、静磁波及微波等离子体微细加工等方面属于“广义微波”研究课题。1976年,Beenakker研制成功了一种可以得到常压氦微波等离子体的微波谐振腔,情况才开始有所改善。1975年Mosian等发明了一种表面波器件 1976年Beenakker提出了Tmoio谐振腔并获得了常压氦微波等离子体。因此有人于1965年提出了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]和微波等离子体发射光谱联用的方法(以下简称色-光法)经过几年的发展于1973年已基本上仪器化。 自1965年Mccoroark提出微波等离子体应用与检测器达到阻抗匹配。金刚石具有高热导率、优异的耐磨性和低的摩擦因数、介电性好等优异的性能’自从1962年采用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法(CVD)合成金刚石至今,已发展了许许多多合成金刚石膜的方法,如直流电弧等离子体喷射法、微波等离子体法。1960年代以后,微波等离子体也用于合成化学。[color=blue]来源:中国知网[/color]

  • 【资料】等离子物理

    一共6章,关于等离子物理的介绍,讲得浅显和具体第一章 等离子体特性及其应用技术 目前,低温等离子体技术已在材料、微电子、化工、机械及环保等众多学科领域中得到较广泛地应用,并已初步形成一个崭新的工业-等离子体工业。例如,在材料学科中,采用等离子体物理[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积技术和化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积技术可以合成一些新型功能薄膜材料;在微电子工业中,采用等离子体刻蚀技术可以对超大规模集成电路进行加工;在化工学科中,采用等离子体聚合技术,可以制备出一些高分子薄膜材料。可以说,“等离子体”这个名词与现在的高新技术领域已联系在一起。低温等离子体技术之所以得到如此广泛地应用,在很大的程度上得益于人们对低温等离子体的物理过程以及等离子体与固体材料表面相互作用机理等方面的研究。本章在具体讨论等离子体与固体表面的相互作用过程之前,先对等离子体的概念﹑特性及其应用技术做以简单介绍。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=122988]等离子体物理[/url]

  • 【求助】利用红外吸收光谱计算固体薄膜光学常数的疑问!?请做过这方面工作的帮助下!!

    请问有人做过这方面的工作吗?就是用等离子磁控溅射设备在硅基片上制备CN薄膜,并利用付里叶红外光谱仪测量该薄膜的红外光谱,利用该光谱可以得到薄膜的消光系数,再根据KK关系可以从消光系数得到红外区域的折射率。我看在国外有著名的John Bertie再做这方面的研究,并在自己的网站上提供了该计算方法的程序及其源代码。但是他这个程序是针对放在液体池中的液体样品来计算的。我的是固体薄膜,很多参数对应不上。比如他要求输入"pathlength"和“windows material refractive indices". 而我们的样品是用两个夹片夹住中间露个孔测量的。请问国内有在这方面的专家吗?或者有人做过吗?

  • 【分享】中国薄膜太阳能电池装备"破冰" 产业化有望提速

    我国薄膜太阳能电池装备“破冰” 太阳能电池产业化有望提速  8日,中国首台代表国际尖端水平的薄膜太阳能电池关键生产设备——等离子体增强型化学气相沉积设备(PECVD)在上海成功下线,这被视为中国在新能源高端装备领域取得的“零的突破”。“中国造”的PECVD性能领先于国外同类产品,价格大幅低于后者,国内薄膜太阳能电池产业化进程有望提速。  PECVD首次“国产化”:薄膜太阳能电池产业化有望加速  创造这一突破的是注册在浦东张江高科技园区的理想能源设备公司。据该公司总经理钱学煜介绍,一片“1.1米×1.4米”的普通平板玻璃完成导电层覆膜后,进入PECVD反应腔,完成化学气象材料叠层结构的覆膜,厚度增加了两个微米,即成为转化率可达10%的薄膜太阳能电池。  2009年8月,留美博士钱学煜与20多名曾在国际一流企业有过丰富经验的设备、工艺和管理专家成立理想能源公司。一年多里,该公司相继完成了PECVD首台机的研发、中试、下线,并申请了10多项核心技术专利。  据介绍,该设备采用了创新的超高频射频技术,精密的真空和温度控制技术,快速的自动传输技术以及多腔多片的反应腔系统等,大大提高了产能,其产品性能优于国际一流设备,但价格远低于同等的进口设备。  钱学煜说:“从国外进口一台这样的设备要两三亿元人民币,我们自己生产的大概只需一亿元左右。一台设备年产能约有15兆瓦,三台设备便可组成一条年产能近50兆瓦的生产线。”  工业和信息化部装备工业司副司长李东表示,高端薄膜太阳能电池关键生产设备的研制成功,为中国新能源产业下一步的发展奠定了坚实基础。

  • TEM薄膜样品制备过程

    薄膜TEM试样比较难制备,而且成功率较低,比较耗费时间。具体制备过程如下:1.切片将试样切成2.5X1.5X1(长X宽X高)的薄片;对于玻璃和Si基的薄膜试样,可以用金刚刀(玻璃刀)切制;对于导电材料可以用线切割;对于不到电的材料用金刚石切片机切削效果要好些。如果切下来的两个小试样片大小相差较大,最好先磨一下,达到尺寸尽可能一致。2.超声波清洗,这个就不用说了;3.配胶一般用AB胶或610胶,后者的效果要好些,但较贵。按说明书上的要求配制,不要太多。4.对粘将薄膜试样放在载薄片上,在有薄膜的面上涂胶(如果有小刷子最好,用大头针也可以,但绝对不能用牙签,会有小木削混入胶内)。要保证涂的完整,涂的均匀,而且胶内不能有气泡,最好是沿着一个方向向另一个方向涂胶,并一次涂成,不要来回涂。将两片小试样对粘,尽可能对齐,减少两个试片之间的相对移动,因为这样会导致局部地方缺胶。之后,将对粘好的试样放在专用的夹样台上,在此过程中两个试片不要错位。如果没有专用的夹样台,就自己动手做一个了,关键要保证试样的受力要均匀,并导热。5.固化将夹好的试样台放在加热台上加热固化,固化温度和时间看说明书,一般在120-130摄氏度之间固化2小时。我个人认为,最好加热固化之后,在室温固化一个晚上,在将试样从夹样台上取下来效果好一些。6.试样的处理如果你的试样粘的不齐,或试样较大,这时可以用切片机切取所需的薄片。这时将试样的四个角进行磨削,使得对角线长小于3mm,为后面的工作做准备。7.试样的打磨我个人的做法是用502胶将试样粘在小块的载薄片上(注意要薄膜的对粘面垂直与载薄片),再将载薄片用双面胶粘到模样台上,用水砂纸从粗到细进行磨削。注意事项:要将砂纸放在玻璃板上,砂纸上要加水,这样磨削效率要好些,磨削过程中要经常用水清洗试样和砂纸,除去磨掉的沙粒,如果条件允许,砂纸磨完一遍就换掉,效率高些。磨削的方向很重要,薄膜的对粘方向与磨削方向一致,而且不要来回磨削,要去时磨削,回来时抬起来,磨削过程中最好经常用体式显微镜观察一下,是否磨偏或试样是否开裂。坚决杜绝横向磨削,因为这样很容易使对粘试样开裂。另外不要一下子磨的很薄,只要磨到一半左右,将其抛光。8.粘Mo环Mo环有几种型号,外圆都是3mm,内圆有1.5mm和1mm的,还有内圆是椭圆的,这个要根据试样的大小和个人的要求选定。将抛光后的试样连同载薄片放在体式显微镜下,观察抛光后试样的平整度和截面的位置。在试样抛光面的四周涂AB胶或610胶,注意不要将整个平面都涂上。要涂的完整、均匀。然后将Mo环粘上(Mo环较薄,很难用镊子夹取,我用医用的胶管,一头套上注射器的针头,将针头危弯,并将针尖磨平,用嘴在另一头吸,就可将Mo环吸起移动了)。此时,试样要保证截面的位置位于Mo环正中间,同时,试样的边缘不能够超过Mo环,在体式显微镜下可以看到。将带有试样和Mo环的载薄片放到加热台上固化,固化十几分钟后,用棉签沾丙酮将Mo环内多于的胶去掉。固化2-3小时后,用丙酮将试样溶下来,翻转试样,将带有Mo环的试样用热溶胶粘在载薄片上(将干净的载薄片放在加热台上,加热一段时间,然后放上热溶胶,热溶胶的加热温度要高一点(60-70摄氏度),时间要长一些,一定要等热溶胶溶解的较好后,在将试样粘上(注意:Mo环在下面),将试样在体式显微镜下观看载薄片一面,看溶胶在Mo环内圆区域是否有气泡,如果气泡较大,只好重新粘了,气泡对后面钉薄有影响)。之后在将载薄片粘到磨样台上,重复过程7的步骤。第二次磨削时要注意随时测量试样的厚度,小于80um,就可以了。测量中要考虑载薄片的厚度、胶的厚度和Mo环的厚度。9.钉薄一般是将试样先溶解下来,在放在钉薄机上钉薄。我是将小块的载薄片直接放在钉薄机钉薄的。这就要求在对中的过程中要尽可能的将截面放在中间,如果稍微偏一点,钉薄的区域要大一些,效果要好一些,但不能偏的太多。钉薄过程中加载要先大后小,抛光膏的力度也是先粗后细,并要经常加水和更换抛光膏,中间要不时的观看,特别是接近需要厚度时,更要勤看。10.等离子减薄一般角度选择小于5度。如果你的试样较厚,那在钉薄的过程中,将试样接近中间的两侧也适当钉薄一下,就不会影响离子减薄的效果了,否则开始减薄的时候可能离子束不会先减薄到试样中部,而是先减薄到试样两边的“肩头”部位。当然,试样做出来了,也不一定能够看到你所想要得到的效果,哪只有从新制样了。其实在开始对粘时,可以多粘几个片子。(来自互联网)

  • 【讨论】等离子体应用相关仪器

    这些是不是算作等离子体还请高手指正!1、等离子体清洗机/刻蚀/灰化/减薄 通过等离子体与固体表面的相互作用,消除固体表面的有机污染物,或者与样品表面的材料反应生成相应的气体,由真空系统排出反应腔,整个过程在样品表面不产生残留物,固体如: 金属、陶瓷、玻璃、硅片等等,同时可以用等离子处理系统对样品表面进行 处理,改善样品表面的特性,如亲水/疏水特性,表面自由能,以及表面的 吸附/粘附特性等等。 2、离子溅射:氩气充入已被低真空泵抽真空的样品室里。多次充入氩气,使不需要的气体排出,特别是水蒸汽。这样,样品室内充满了尽可能多的纯的氩气。然后调节样品室内工作压力为0.05-0.1mbar,这样就可以开始溅射了。 开始溅射时,在靶(阴极)加上高压,在靶和样品台(阳极)之间产生了一个高压区。空间内的自由电子在磁场作用下进入旋转轨道,与空间内的氩原子碰撞。每次碰撞把氩原子外层中的一个电子撞出,使中性的氩原子带正电。这个雪崩效应激发了辉光放电。 带正电的氩离子被阴极吸引撞向阴极靶,撞出阴极靶上的金属原子。释放的金属原子之间以及金属原子与真空室内的其它气体分子之间的碰撞使金属原子四处发散,形成雾状。这样金属原子从各个方向撞击样品表面然后均匀地凝聚在样品表面,在即使是非常多裂缝的样品表面也能覆盖一层均匀的、有足够导电性的金属薄膜。 由于金和银原子表面的高度扩散性,它们容易在样品表面形成岛状,这样,除非金属镀层有10nm厚,否则达不到所需导电性。白金能产生最细腻的镀层。 溅射镀层的细腻程度取决于靶材、工作距离、气体压力和溅射电流以及反应持续时间3、磁控溅射:电子枪发射的电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长,在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,最终沉积在基片上。4、等离子切割机:等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属  等离子切割机标准图片部份局熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割机配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

  • 【求助】薄膜样品的处理方法

    我用离子束溅射沉积的纳米薄膜,由于在试样切割和测试时表面不小心印上了手印,还有其他的一些类似尘土之类的东西,不知道用什么试剂擦洗一下可以不破坏和污染薄膜表面?薄膜厚度在100nm以内,实在不敢做传统的金相处理,请大家帮忙!

  • 请问如何测定薄膜的交流阻抗?

    要测的薄膜是不是一定要从模板上揭下来?用什么仪器测?CHi830可以测么?具体怎么操作?我的目的是测薄膜的离子电导率。多谢高手指点

  • 压电薄膜传感器_压电薄膜传感器详情

    话说这个压电薄膜传感器是具有一种很独特的特性的,它是一种动态模式的应变性传感器,一般通过在人体的皮肤表层进行植入或者植入到人体内部,用来监测人体的一些生命迹象以及特征。其中压电薄膜传感器里面的一些薄膜元件是非常灵敏的,可以隔着外套探测出人体的脉搏。OFweek Mall传感器商城网说一下压电薄膜传感器在医疗行业的应用。1、压电薄膜传感器工作原理当你拉伸或弯曲一片压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜(压电薄膜),薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压),并且同拉伸或弯曲的形变成比例。一般的压电材料都对压力敏感,但对于压电薄膜传感器来说,在纵向施加一个很小的力时,横向上会产生很大的应力,而如果对薄膜大面积施加同样的力时,产生的应力会小很多。因此,压电薄膜传感器对动态应力非常敏感,28μm厚的PVDF的灵敏度典型值为10~15mV/微应变(长度的百万分率变化)。使用'动态应力'这个术语是因为形变产生的电荷会从与薄膜连接的电路流失,所以压电薄膜传感器并不能探测静态应力。当需要探测不同水平的预应力时,这反而成为压电薄膜传感器的优势所在。薄膜只感受到应力的变化量,最低响应频率可达0.1Hz。2、压电薄膜传感器特点压电薄膜很薄,质轻,非常柔软,可以无源工作,因此可以广泛应用于医用传感器,尤其是需要探测细微的信号时。显然,该材料的特点在供电受限的情况下尤为突出(在某些结构中,甚至还可以产生少量的能量)。而且压电薄膜传感器极其耐用,可以经受数百万次的弯曲和振动。3、压电薄膜传感器医疗应用利用压电薄膜传感器的动态应变片特性,可以轻松的将压电薄膜直接固定在人体皮肤上(例如手腕内侧)。精量电子—美国MEAS传感器的产品型号1001777是一款通用传感器,传感器的一侧涂有压力敏感胶。但这款胶未经生物兼容性认证,在短期试验中可以将3M9842(聚亚安酯胶带)固定在皮肤上,再将压电薄膜传感器粘贴在3M胶带上。压电薄膜之所以即能探测非常微小的物理信号又能感受到大幅度的活动,是因为PVDF膜的压电响应在相当大的动态范围内都是线性的(大约14个数量级)。多数情况下,只要能明显区分目标信号和噪声的带宽,细小的目标信号都可以通过过滤器采集到。类似的压电薄膜传感器已在睡眠紊乱研究中用于探测胸部,腿部,眼部肌肉和皮肤的运动。另外,传感器可以通过探测肌肉(例如拇指和食指之间的肌肉)对电击的反应作为检验麻醉效果的指示器(神经肌肉传导)。压电薄膜传感器包含范围:[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]风速传感器丨voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨位置传感器丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨[url=http://mall.ofweek.com/1877.html]压电薄膜传感器[/url]丨一氧化氮传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

  • 【求助】非晶Si薄膜中的黑色条纹

    本人制备了一个非晶Si薄膜的平面样品,但是在图像中看到许多黑色条纹带,这是否是因为薄膜中应力应变造成?(因为是离子减薄的样品)请大侠指教![em0808]

  • 求TEM的薄膜样品制作

    大家好: TEM薄膜样品(无机)制作分为机械减薄,手工研磨,离子减薄。在手工研磨时不知需要哪些试剂,工具。 还请描述的详细一点。

  • 【原创大赛】薄膜的物理气相沉积——溅射法

    【原创大赛】薄膜的物理气相沉积——溅射法

    溅射制膜的过程:气体辉光放电、等离子体、靶、溅射、沉积到衬底(一)与蒸发法相比,溅射沉积的主要特点:①沉积原子能量高,因此薄膜的组织更致密,附着力也可以得到明显改善;②制备合金膜时,其成分的控制性能好;③靶材可以是极难熔的材料;④可利用反应溅射技术,从金属无素靶材制备化合物薄膜;⑤由于被沉积的原子均携带有一定的能量,因而有助于改善薄膜对于复杂形状表面的覆盖能力,降低薄膜表面的粗糙度。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151100_555534_2989334_3.jpghttp://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif(二)溅射沉积分类主要的溅射方式可以根据其特征分为四种:(1)直流溅射;(2)射频溅射;(3)磁控溅射;(4)反应溅射。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151102_555536_2989334_3.jpg图1 不同溅射方法的靶电流密度和靶电压的比较http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif(1)直流溅射直流溅射又称为阴极溅射或二极溅射图2直流溅射沉积装置示意图,其典型的溅射条件为:工作气压10Pa,溅射电压3000V,靶电流密度0.5mA/cm2,薄膜的沉积速率低于0.1μm/min直流溅射过程中常用Ar作为工作气体。工作气压是一个重要参数,它对溅射速率以及薄膜的质量都有很大影响直流溅射设备的优点和缺点:优点:简单缺点:使用的气体压力高,溅射速率较低,这不利于减小气氛中的杂质对薄膜的污染以及溅射效率的提高。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151105_555538_2989334_3.jpg图2直流溅射沉积装置示意图http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif(2 )射频溅射直流溅射要求靶材有较好的导电性,可以很大方便地沉积各类合金膜。对于导电性很差的非金属材料的溅射,我们需要一种新的溅射方法—射频溅射。射频溅射是适于各种金属和非金属材料的一种溅射沉积方法射频场对于靶材的自偏压效应。在衬底或薄膜本身是绝缘体的情况下,采取对其施加一个射频电压的方法,也可以起到对其施加负偏压的作用。(3)磁控溅射相对于蒸发沉积来说,一般的溅射沉积方法具有两个缺点。第一,溅射方法沉积薄膜的沉积速度较低;第二,溅射所需的工作气压较高 这两个缺点的综合效果是气体分子对薄膜产生污染的可能性较高。而磁控溅射技术:沉积速度较高,工作气体压力较低。工作原理:磁场对电弧运动有一定的约束作用(绕磁场螺旋前进);(1)电子的电离效率高,有效提高了靶电流密度和溅射效率,(2)较低气压下溅射原子被气体分子散射的几率较小(三)气体放电是离子溅射过程的基础(1)首先介绍直流电场作用下的物质的溅射现象预抽真空,充入适当压力的惰性气体,如Ar气,10-1~10Pa;在正负电极间外加电压的作用下,电极间的气体原子将被大量电离;Ar—→Ar++e,Ar+被电场加速后射向靶材,撞击出靶材原子(分子),靶材原子脱离靶时仍具有一定能量,飞向衬底,电子被电场加速飞向阳极;http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151107_555542_2989334_3.jpg图3直流气体放电体系模型及伏安特性曲线http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif电压进一步增大,发生极板两端电压突然降低,电流突然增大,并同时出现带有颜色的辉光,此过程称为气体的击穿;击穿后气体的发光放电称为辉光放电;这时电子和正离子是来源于电子的碰撞和正离子的轰击,即使自然游离源不存大,放电也将继续下去。而且维持辉光放电的电压较低,且不变,此时电流的增大显然与电压无关,而只与阴极板上产生辉光的表面积有关;正常辉光放电的电流密度与阴极材料和形状、气体种类和压强有关;由于正常辉光放电时的电流密度仍比较小,所以在溅射方面均是选择在非正常辉光放电区工作。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151110_555543_2989334_3.jpg图4示意性地画出了在离子轰击条件下,固体表面可能发生的物理过程http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151111_555544_2989334_3.jpg图5所示,不同能量离子与固体表面相互作用的过程不同当离子入射到靶材上时,对于溅射过程来说,比较重要的过程有两个:其一是物质的溅射;其二是二次电子发射:二次发射电子在电场作用下获得能量,进而参与气体分子的碰撞,并维持气体的辉光放电过程。http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gifhttp://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif (四)合金的溅射和沉积用溅射法沉积合金膜,比蒸发法易于保证薄膜的化学配比;溅射过程中入射离子与靶材之间有很大的能量传递。因此,溅射出的原子将从溅射过程中获得很大的动能,其数值一般可以达到5~20eV;一方面,溅射原子具有很宽的能量分布范围,其平均能量约为10eV左右;另一方面,随着入射离子能量的增加,溅射离子的平均能量也有上升的趋势;溅射过程还会产生很少的溅射离子,它们具有比溅射出来的原子更高的能量。能量较低的溅射离子不易逃脱靶表面的鞘层电位的束缚,将被靶表面所俘获而不能脱离靶材;由蒸发法获得的原子动能一般只有0.1eV,两者相差两个数量级;在溅射沉积中,高能量的原子对于衬底的撞击一方面提高了原子自身在薄膜表面的扩散能力,另一方面也会引起衬底温度的升高。

  • 【求助】金属薄膜截面样品

    想做个金属薄膜截面样片,厚度大概300-500微米,请问对粘后双喷可行否?是否只能采用离子减薄?我这里的离子减薄设备太烂了。

  • 【资料】公司名为东电电子PV——提高夏普“三层型”薄膜硅太阳能电池的生产效率

    DATE 2008/02/20   【日经BP社报道】东电电子公布了与夏普共同成立的太阳能电池制造装置开发公司的详细情况。公司名称为东电电子PV,只从事薄膜硅太阳能电池用等离子CVD装置的开发。开发的装置由东电电子制造和销售。计划2009年供货首款机型。   东电电子PV的注册资本为5000万日元,出资比例东电电子为51%、夏普为49%。两公司从2007年夏季便开始就设立合资公司进行了协商。   夏普决定在大阪堺市建设年产能为1GW的大型薄膜硅太阳能电池新工厂,计划2010年3月之前开工投产。合资公司开发的制造装置将用于制造该工厂的主力商品——模块转换效率高达10%以上的三层型薄膜硅太阳能电池。   层叠多枚薄膜的三层型薄膜硅太阳能电池的制造,高效率等离子CVD装置的开发是关键。夏普在宣布建设新工厂时表示:“可高效量产三层型的制造装置已经实现”(参阅本站报道)。另外,此次夏普与东电电子合作的目的是,通过在夏普拥有的技术的基础上结合东电电子的技术,进一步提高三层型的生产效率,尽早完成制造装置,“以在全球竞争中取胜”(夏普宣传负责人)。   目前,不仅日本和欧洲,来自中国大陆、台湾乃至印度等地的新厂商也在纷纷涉足太阳能电池制造业务。这类企业与一揽子供应制造装置厂商合作,以期降低制造成本。印度方面,还出现了以此前一半的价格一揽子供应制造装置的装置厂商。此次的合资公司的设立,“是日本厂商对抗统包解决方案(Turnkey Solution)战略的一环”(太阳能电池技术人员),今后成功与否将备受关注。   东电电子此前一直向所有太阳能电池学会派遣了信息收集人员,一边从事太阳能电池的基础研究,一边寻找涉足太阳能电池业务的机会。太阳能电池业内人士就此次合资公司的设立评论说:“在一步走错便步步难追的局面下,东电电子的此举却获得了最好的客户”。这是因为,该公司除可向夏普年产能达1GW的大型新工厂供应制造装置外,还能够学习其先进技术。东电电子表示,“详细事宜尚未确定,不过将来还计划向其它公司销售制造装置”(宣传负责人)。   《日经微器件》预定在2008年3月刊中以“印度的制造力~继中国大陆台湾韩国之后的新威胁(暂定)”为题,以太阳能电池为中心介绍印度的电子元件制造情况。(记者:河合 基伸)

  • 拉曼仪与薄膜

    请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗?它能对薄膜进行那些方面的测量呢?

  • 薄膜包衣技术难点及解决方案

    20世纪50年代初,第一个真正意义的薄膜包衣片在美国诞生了。从那时算起,薄膜包衣技术已经经历了半个世纪的发展。而我国起步较晚,20世纪70年代末,才陆续出现少数医药研究单位和药厂研制的各种包衣液和薄膜包衣工艺,并逐渐推广应用。到了20世纪90年代中期,我国才逐渐出现了薄膜包衣技术“热”。但是从整体上看,这项技术在我国的发展仍然比较缓慢。许多制药企业由于技术上的原因,在应用上仍旧存在着不少问题。在片心表面通过喷雾的方法均匀地喷上一层比较稳定的高分子聚合物衣料,形成数微米厚的塑性薄膜层,使之达到一定的预期效果,这一工艺过程称为薄膜包衣。应用薄膜包衣技术是制药行业的需求和发展趋势。有些人认为薄膜包衣片没有糖衣片好,没有糖衣片那么光亮,事实上薄膜包衣与传统的包糖衣技术相比,有许多优点,如包衣耗时短,更能防潮、避光,药物稳定性更强等。包薄膜衣必须改变过去包糖衣的观念,这一点非常重要。一直以来,一些制药企业把薄膜包衣技术简单地看做是片剂生产中的独立环节,包薄膜衣就像包糖衣一样只是单纯包衣。其实,并不是那么简单。作为一项新技术,包薄膜衣对片心的要求相对于包糖衣而言要严格得多,片的硬度要求较高,而且它对各个工序之间的相互配合、生产过程中的一系列技术指标及要求的调整和相互配套都有所要求。所以,必须本着科学、求实的态度来对待薄膜包衣技术的引进及应用,只有这样,包出的片才能达到理想的效果。良好的片心质量对薄膜包衣起到决定性的影响。有时片心的机械质量太差,就根本无法进行薄膜包衣,即使勉强进行,衣膜质量也很难保证。在所有影响片心机械性能的因素当中,片的硬度和脆碎度最为重要,而脆碎度又比硬度显得更为突出。一般而言,适合包薄膜衣的中药片硬度应该在5kg/cm3,西药片硬度应该在4kg/cm3左右。如何检查呢?最简单的方法是硬度计检测;或将一素片垂直向上抛2米,使之自由落地,两次以上不断裂者为硬度合格。检查脆碎度的简单方法是用手指用力刮片的边缘或片的表面,没有片粉脱落者为宜;另一个方法是将30片左右的素片置于250ml的玻璃杯中,用力摇两分钟左右,以片的表面、片的边缘不磨损者为宜。对于吸湿性大的素片,硬度要求则更高。应用薄膜包衣技术进行包衣时,不管是采用高效包衣机、流化床包衣机,还是发行的糖衣锅进行包衣,都应遵照如下原则:一是片心硬度要够硬,否则开始包衣时,片心与锅壁反复摩擦,将会出现松片、麻面等现象;二是片床温度要保持恒定;三是设备中溶剂蒸发量与喷液过程中带入的溶剂量要保持平衡,即溶剂蒸发与喷液速率处于动态平衡。片面平整、细腻的关键在于整个过程中要掌握锅温、喷量、转速三者之间的关系,这是薄膜包衣操作过程中的重中之重。操作时,包衣液的雾化程度直接影响包衣所成衣膜的外观质量,而喷液的雾化效果直接由雾化压力以及雾化系统决定。喷雾开始时,掌握喷速和吹热风温度的原则是:使片面略带湿润,又要防止片面粘连,温度不宜过度过低。若温度过高,则干燥太快,成膜容易粗糙,片色不均;若温度过低,或喷速过快,则会使锅内湿度过度高,很快就会出现片的粘连等现象。锅的转速与包衣操作之间的关系是:转速低,衣膜附着力强;转速高,衣膜附着力差,易剥落。包衣过程中,温度过低,喷量过大,片子流动滞留,则有可能会出现粘片现象。这时可加大转速使其改善,必要时还可适当调节温度和喷量、喷程等加以克服。在使用包衣粉质量不变的情况下,包衣操作中常出现的问题及解决的方法如下:1、粘片:主要是由于喷量太快,违反了溶剂蒸发平衡原则而使片相互粘连。出现这种情况,应适当降低包衣液喷量,提高热风温度,加快锅的转速等。2、出现“桔皮”膜:主要是由于干燥不当,包衣液喷雾压力低而使喷出的液滴受热浓缩程度不均造成衣膜出现波纹。出现这种情况,应立即控制蒸发速率,提高喷雾压力。3、“架桥”:是指刻字片上的衣膜造成标志模糊。解决的办法是:放慢包衣喷速,降低干燥温度,同时应注意控制好热风温度。4、出现色斑:这种情况是由于配包衣液时搅拌不匀或固体状特质细度不够所引起的。解决的方法是:配包衣液时应充分搅拌均匀。5、药片表面或边缘衣膜出现裂纹、破裂、剥落或者药片边缘磨损:若是包衣液固含量选择不当、包衣机转速过快、喷量太小引起的,则应选择适当的包衣液固含量,适当调节转速及喷量的大小;若是片心硬度太差所引起,则应改进片心的配方及工艺。6、衣膜表现出现“喷霜”:这种情况是由于热风湿度过高、喷程过长、雾化效果差引起的。此时应适当降低温度,缩短喷程,提高雾化效果。7、药片间有色差:这种情况是由于喷液时喷射的扇面不均或包衣液固含量过度或者包衣机转速慢所引起的。此时应调节好喷枪喷射的角度,降低包衣液的固含量,适当提高包衣机的转速。8、衣膜表面有针孔:这种情况是由于配制包衣液时卷入过多空气而引起的。因而在配液时应避免卷入过多的空气。薄膜包衣技术在中药制药中的应用薄膜包衣是一种新型的包衣工艺,指在片芯之外包上比较稳定的薄层聚合物衣膜。自30年代以来就陆续出现了有关薄膜包衣的研究指导,但由于当时薄膜材料、包衣工艺和设备等条件尚不能适应生产要求,实际应用受到一定的限制。到了50年代,美国雅培药厂(AbbottLab)首先生产出新型的薄膜片剂,并用“Filmtab”商标取得专利。经过近40年的研究发展,生产设备和工艺的不断改进和完善,高分子薄膜材料的相继问世,使薄膜包衣技术得到了迅速发展,尤以日本的薄膜包衣技术发展得最快,已有80%片剂改为薄膜包衣。薄膜包衣工艺可广泛用于片剂、丸剂、颗粒剂,特别对吸温性强、易开裂、易退色的中药片剂更显示其优越性。进入90年代,薄膜包衣技术在中药行业有了一定发展,主要用于片剂的薄膜包衣。薄膜包衣与包糖衣比较,主要有以下优点:(1)时间较短(包一锅片剂只需2小时左右,而包一锅糖衣片需要约16小时),操作简便,干燥速度快,药物受热影响小,有利于提高药品的质量。(2)薄膜包衣工艺节约劳动力(1~2名操作工人)、厂房及设备(只需一间标准厂房及一台包衣锅),节约材料,所以成本较低,而前期投入也十分有限。(3)应用薄膜包衣工艺的片剂仅使片芯重增加2%~4%,而糖衣片剂(其中主要辅料成分是国外已淘汰的滑石粉)往往可使片芯重量增大50%~100%。(4)薄膜包衣工艺能减少工作场所的粉尘飞扬,有利于环保和劳动保护,亦可节约包装材料等。(5)应用薄膜包衣工艺的片剂压在片上的标志在包薄膜衣后仍清晰可见,便于患者辨别和使用。(6)薄膜包衣的片剂坚固耐磨,不易开裂;薄膜包衣材料有优异的物理性能,大多数材料均能抗湿抗热,可提高产品质量,延长产品的有效期。(7)薄膜包衣有众多的材料可供选择。除了能达到一般的包衣目的外,还可通过选择薄膜材料和设计包衣处方,使形成的包衣膜在一定的pH范围内溶解或崩解;也可控制膜的渗透性,使所包的药物在体内通过扩散作用陆续释放出来,达到定时、定位释放药物的目的。这是薄膜包衣具有广泛发展前途的一个重要原因。(8)生产工艺过程和材料用量可以标准化基于以上因素,国际上已基本淘汰了糖衣片,取而代之以薄膜包衣片,国内也在加速这个进程。目前,我国的中药薄膜包衣工艺的应用尚处在起步阶段,国内中药片剂主要还是以糖衣片为主,薄膜包衣的市场前景十分广阔,所以薄膜包衣技术的进一步的研究开发和提高,应引起我们的重视.

  • 微波等离子体高温热处理工艺中真空压力的下游控制技术及其装置

    微波等离子体高温热处理工艺中真空压力的下游控制技术及其装置

    [size=14px][color=#cc0000]  摘要:本文介绍了合肥等离子体所研发的微波等离子高温热处理装置,并针对热处理装置中真空压力精确控制这一关键技术,介绍了上海依阳公司为解决这一关键技术所采用的真空压力下游控制模式及其装置,介绍了引入真空压力控制装置后微波等离子高温热处理过程中的真空压力控制实测结果,实现了等离子体热处理工艺参数的稳定控制,验证了替代进口真空控制装置的有效性。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#cc0000][b]1. 问题的提出[/b][/color][size=14px]  各种纤维材料做为纤维复合材料的增强体在军用与民用工业领域中发挥着巨大作用,例如碳纤维、陶瓷纤维和玻璃纤维等,而高温热处理是提高这些纤维材料性能的有效手段,通过高温可去除杂质原子,提高主要元素含量,可以得到性能更加优良的纤维材料,因此纤维材料高温热处理的关键是方法与设备。[/size][size=14px]  低温等离子体技术做为一种高温热处理的新型工艺方法,气体在加热或强电磁场作用下电离产生的等离子体可在室温条件下快速达到2000℃以上的高温条件。目前已有研究人员利用高温热等离子体、直流电弧等离子体、射频等离子体等技术对纤维材料进行高温热处理。低温等离子体具有工作气压宽,电子温度高,纯净无污染等优势,且在利用微波等离子体对纤维材料进行高温处理时,可利用某些纤维材料对电磁波吸收以及辐射作用,通过产生的微波等离子体、电磁波以及等离子体产生的光能等多种加热方式,将大量能量作用于纤维材料上,实现快速且有效的高温热处理。同时,通过调节反应条件,可将多种反应处理一次性完成,大大降低生产成本。[/size][size=14px]  中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所对微波等离子体高温热处理工艺进行了大量研究,并取得了突破性进展,在对纤维材料的高温热处理过程中,热处理温度可以在十几秒的时间内从室温快速升高到2000℃以上,研究成果申报了国家发明专利CN110062516A“一种微波等离子体高温热处理丝状材料的装置”,整个热处理装置的原理如图1-1所示。[/size][align=center][size=14px][img=,690,416]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202228157595_5464_3384_3.png!w690x416.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px][color=#cc0000]图1-1 微波等离子体高温热处理丝状材料的装置原理图[/color][/size][/align][size=14px]  等离子体所研制的这套热处理装置,可通过调节微波功率、真空压力等参数来灵活调节温度区间,可在低气压的情况下获得较高温度,但同时也要求这些参数具有灵活的可调节性和控制稳定性,如为了实现达到设定温度以及温度的稳定性,就需要对热处理装置中的真空压力进行精确控制,这是实现等离子工艺平稳运行的关键技术之一。[/size][size=14px]  为了解决这一关键技术,上海依阳实业有限公司采用新开发的下游真空压力控制装置,为合肥等离子体所的高温热处理装置较好的解决了这一技术难题。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]2. 真空压力下游控制模式[/color][/b][/size][size=14px]  针对合肥等离子体所的高温热处理装置,真空腔体内的真空压力采用了下游控制模式,此控制模式的结构如图2-1所示。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,690,334]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202229013851_5860_3384_3.png!w690x334.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图2-1 下游控制模式示意图[/color][/align][size=14px]  具体到图1-1所示的微波等离子体高温热处理丝状材料的装置,采用了频率为2.45GHz的微波源,包括微波源系统和上、下转换波导,上转换波导连接真空泵,下转换波导连接微波源系统和样品腔,上、下转换波导间设有同轴双层等离子体反应腔管,双层等离子体反应腔管包括有同轴设置的外层铜管和内层石英玻璃管,内层石英玻璃管内为等离子体放电腔,外层铜管与内层石英玻璃管之间为冷却腔,外层铜管的两端设有分别设有冷媒进口和出口以形成循环冷却。真空泵、样品腔分别与等离子体放电腔连通,样品腔设有进气管,工作气体及待处理丝状材料由样品腔进气管进入等离子体放电腔。微波源系统采用磁控管微波源,磁控管微波源包括有微波电源、磁控管、三销钉及短路活塞,微波由微波电源发出经磁控管产生,磁控管与下转换波导之间设置有矩形波导,矩形波导安装有三销钉,下转换波导另一端连接有短路活塞,通过调节三销钉和短路活塞,得到匹配状态和传输良好的微波。[/size][size=14px]  丝状材料由样品腔进入内层石英层玻璃管,从两端固定拉直,安装完毕后真空泵抽真空并由进气管向等离子体放电腔通入工作气体。微波源系统产生的微波能量经三销钉和短路活塞调节,通过下转换波导由TE10模转为TEM模传输进入等离子体放电腔,在放电腔管内表面形成表面波,激发工作气体产生高密度微波等离子体作用于待处理丝状材料,同时等离子体发出的光以及部分泄露的微波也被待处理丝状材料吸收,实现多种手段同时加热。双层等离子体反应腔管外围环绕设有磁场组件,外加磁场可调节微波在等离子体中的传播模式,同时可以使得丝状材料更好的重结晶,提高处理后的丝状材料质量。[/size][size=14px]  装置可以通过调节微波功率、工作气压调节温度,变化范围为1000℃至5000℃间,同时得到不同长度的微波等离子体。为了进行工作气压的调节,在真空泵和上转换波导的真空管路之间增加一个数字调节阀。当设定一定的进气速率后,调节阀用来控制装置的出气速率由此来控制工作腔室内的真空度,采用薄膜电容真空计来高精度测量绝对真空度,而调节阀的开度则采用24位高精度控制器进行PID控制。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]3. 下游控制模式的特点[/color][/b][/size][size=14px]  如图2-1所示,下游控制模式是一种控制真空系统内部真空压力的方法,其中抽气速度是可变的,通常由真空泵和腔室之间的控制阀实现。[/size][size=14px]  下游控制模式是维持真空系统下游的压力,增加抽速以增加真空度,减少流量以减少真空度,因此,这称为直接作用,这种控制器配置通常称为标准真空压力调节器。[/size][size=14px]  在真空压力下游模式控制期间,控制阀将以特定的速率限制真空泵抽出气体,同时还与控制器通信。如果从控制器接收到不正确的输出电压(意味着压力不正确),控制阀将调整抽气流量。压力过高,控制阀会增大开度来增加抽速,压力过低,控制阀会减小开度来降低抽速。[/size][size=14px]  下游模式具有以下特点:[/size][size=14px]  (1)下游模式作为目前最常用的控制模式,通常在各种条件下都能很好地工作;[/size][size=14px]  (2)但在下游模式控制过程中,其有效性有时可能会受到“外部”因素的挑战,如入口气体流速的突然变化、等离子体事件的开启或关闭使得温度突变而带来内部真空压力的突变。此外,某些流量和压力的组合会迫使控制阀在等于或超过其预期控制范围的极限的位置上运行。在这种情况下,精确或可重复的压力控制都是不可行的。或者,压力控制可能是可行的,但不是以快速有效的方式,结果造成产品的产量和良率受到影响。[/size][size=14px]  (3)在下游模式中,会在更换气体或等待腔室内气体沉降时引起延迟。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]4. 下游控制用真空压力控制装置及其控制效果[/color][/b][/size][size=14px]  下游控制模式用的真空压力控制装置包括数字式控制阀和24位高精度控制器。[/size][size=14px][color=#cc0000]4.1. 数字式控制阀[/color][/size][size=14px]  数字式控制阀为上海依阳公司生产的LCV-DS-M8型数字式调节阀,如图4-1所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)公称通径:快卸:DN10-DN50、活套:DN10-DN200、螺纹:DN10-DN100。[/size][size=14px]  (2)适用范围(Pa):快卸法兰(KF)2×10[sup]?5[/sup]~1.3×10[sup]?-6[/sup]/活套法兰6×10[sup]?5[/sup]~1.3×10[sup]?-6[/sup]。[/size][size=14px]  (3)动作范围:0~90°;动作时间:小于7秒。[/size][size=14px]  (4)阀门漏率(Pa.L/S):≤1.3×10[sup]?-6[/sup]。[/size][size=14px]  (5)适用温度:2℃~90℃。[/size][size=14px]  (6)阀体材质:不锈钢304或316L。[/size][size=14px]  (7)密封件材质:增强聚四氟乙烯。[/size][size=14px]  (8)控制信号:DC 0~10V或4~20mA。[/size][size=14px]  (9)电源供电:DC 9~24V。[/size][size=14px]  (10)阀体可拆卸清洗。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,315,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202231249739_6263_3384_3.png!w315x400.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图4-1 依阳LCV-DS-M8数字式调节阀[/color][/align][size=14px][color=#cc0000]4.2. 真空压力控制器[/color][/size][size=14px]  真空压力控制器为上海依阳公司生产的EYOUNG2021-VCC型真空压力控制器,如图4-2所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)控制周期:50ms/100ms。[/size][size=14px]  (2)测量精度:0.1%FS(采用24位AD)。[/size][size=14px]  (3)采样速率:20Hz/10Hz。[/size][size=14px]  (4)控制输出:直流0~10V、4-20mA和固态继电器。[/size][size=14px]  (5)控制程序:支持9条控制程序,每条程序可设定24段程序曲线。[/size][size=14px]  (6)PID参数:20组分组PID和分组PID限幅,PID自整定。[/size][size=14px]  (7)标准MODBUS RTU 通讯协议。两线制RS485。[/size][size=14px]  (8)设备供电: 86~260VAC(47~63HZ)/DC24V。[/size][align=center][size=14px][img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202232157970_4559_3384_3.jpg!w500x500.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px][color=#cc0000]图4-2 依阳24位真空压力控制器[/color][/size][/align][size=14px][b][color=#cc0000]5. 控制效果[/color][/b][/size][size=14px]  安装了真空压力控制装置后的微波等离子体高温热处理系统如图5-1所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202232573625_5179_3384_3.png!w690x395.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-1 微波等离子体高温热处理系统[/color][/align][size=14px]  在热处理过程中,先开启真空泵和控制阀对样品腔抽真空,并通惰性气体对样品腔进行清洗,然后按照设定流量充入相应的工作气体,并对样品腔内的真空压力进行恒定控制。真空压力恒定后开启等离子源对样品进行热处理,温度控制在2000℃以上,在整个过程中样品腔内的真空压力始终控制在设定值上。整个过程中的真空压力变化如图5-2所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,419]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202234216839_5929_3384_3.png!w690x419.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-2 微波等离子体高温热处理过程中的真空压力变化曲线[/color][/align][size=14px]  为了更好的观察热处理过程中真空压力的变化情况,将图5-2中的温度突变处放大显示,如图5-3所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,427]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202234347767_4036_3384_3.png!w690x427.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-3 微波等离子体高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化[/color][/align][size=14px]  从图5-3所示结果可以看出,在300Torr真空压力恒定控制过程中,真空压力的波动非常小,约为0.5%,由此可见调节阀和控制器工作的准确性。[/size][size=14px]  另外,在激发等离子体后样品表面温度在几秒钟内快速上升到2000℃以上,温度快速上升使得腔体内的气体也随之产生快速膨胀而带来内部气压的升高,但控制器反应极快,并控制调节阀的开度快速增大,这反而造成控制越有超调,使得腔体内的气压反而略有下降,但在十几秒种的时间内很快又恒定在了300Torr。由此可见,这种下游控制模式可以很好的响应外部因素突变造成的真空压力变化情况。[/size][size=14px]  上述控制曲线的纵坐标为真空计输出的与真空度对应的电压值,为了对真空度变化有更直观的了解,按照真空计规定的转换公式,将上述纵坐标的电压值换算为真空度值(如Torr),纵坐标换算后的真空压力变化曲线如图54所示,图中还示出了真空计电压信号与气压的转换公式。[/size][size=14px]  同样,将图5-4纵坐标放大,如图5-5所示,可以直观的观察到温度突变时的真空压力变化情况。从图5-4中的转换公式可以看出,由于存在指数关系,纵坐标转换后的真空压力波动度为6.7%左右。如果采用线性化的薄膜电容式真空计,即真空计的真空压力测量值与电压信号输出值为线性关系,这种现象将不再存在。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,690,423]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202236297989_3820_3384_3.png!w690x423.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图5-4 高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化(纵坐标为Torr)[/color][/align][align=center][size=14px][img=,690,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202236397212_4575_3384_3.png!w690x421.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-5 高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化(纵坐标为Torr)[/color][/align][size=14px][b][color=#cc0000]6. 总结[/color][/b][/size][size=14px]  综上所述,采用了完全国产化的数字式调节阀和高精度控制器,完美验证了真空压力下游控制方式的可靠性和准确性,同时还充分保证了微波等离子体热处理过程中的温度调节、温度稳定性和均温区长度等工艺参数,为微波等离子体热处理工艺的推广应用提供了技术保障。另外,这也是替代真空控制系统进口产品的一次成功尝试。[/size][size=14px]  [/size][size=14px][/size][align=center]=======================================================================[/align][size=14px][/size][size=14px][/size]

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