薄膜材料氣體滲透率的差壓法測量.pdf

1、隨著薄膜應(yīng)用日益廣泛，薄膜氣體滲透率測量的要求愈顯重要。而現(xiàn)有薄膜材料氣體滲透率測量方法中存在真空室本底壓強(qiáng)影響、測量系統(tǒng)費(fèi)用高、操作復(fù)雜、測量氣體單一等問題。
　　針對(duì)滲透率測量存在的問題，本文基于差壓法測量氣體對(duì)薄膜材料的滲透率，并通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)證明該測量方法可以有效減少真空室本底壓強(qiáng)對(duì)測量結(jié)果造成的影響，提高測量的精度。本文搭建了差壓法薄膜氣體滲透率測量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)夾緊薄膜的過渡裝置及數(shù)據(jù)采集的硬件及軟件系統(tǒng)。利用差壓法測量系

2、統(tǒng)測量了氧氣(O2)、氮?dú)?N2)、氦氣(He)對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺(PI)三種聚合物薄膜的滲透率，并分析了三種氣體對(duì)三種薄膜材料滲透率不同的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于同種氣體，三種薄膜材料對(duì)其滲透率大小關(guān)系為KPMDS＞KPI＞KPET;三種氣體對(duì)同一種薄膜材料滲透率大小關(guān)系為:KHe＜KN2＜KO2，即薄膜材料的玻璃化溫度越高，氣體的臨界溫度越低則氣體對(duì)薄膜的滲透率就越小，反之亦然。為

3、了進(jìn)一步證明差壓法測量系統(tǒng)的有效性，本文用檢漏儀法測量了He對(duì)PDMS、PET、PI薄膜的滲透率，并與差壓法測量的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，兩者的相對(duì)誤差較小。最后，采用靜態(tài)膨脹法對(duì)關(guān)鍵性參數(shù)（基準(zhǔn)室和測量室的體積）進(jìn)行測量。根據(jù)滲透率的計(jì)算公式，結(jié)合不確定度傳播定律，得出差壓法測量氣體對(duì)薄膜滲透率的相對(duì)合成不確定度為5.87％。
　　本文設(shè)計(jì)的差壓法測量系統(tǒng)具有可消除本底壓強(qiáng)、成本低、操作簡單、不受測量氣體及薄膜材料種類限制、精度高等優(yōu)點(diǎn)。