反應(yīng)濺射制備納米ZnO功能紡織材料及其性能表征.pdf

1、納米材料研究是目前材料科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，將納米技術(shù)用于紡織材料研究開發(fā)新型功能化納米紡織材料又是材料研究領(lǐng)域中的最新熱點(diǎn)。紡織材料也跳出服用圈子成為裝飾用、產(chǎn)業(yè)用紡織品方面的重要原料。氧化鋅(ZnO)作為一種新型的II-VI族寬禁帶半導(dǎo)體材料，在紫外光探測(cè)和發(fā)射方面具有很好的應(yīng)用潛力。且ZnO可實(shí)現(xiàn)室溫下的紫外受激輻射，在室溫下的光泵浦閾值較低，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗輻射損傷能力，薄膜外延生長(zhǎng)要求的溫度較低，原料易得廉價(jià)，易摻

2、雜等。這些優(yōu)異特性使得ZnO薄膜在發(fā)光二極管、太陽能電池、晶體管、表面聲波器件、光電壓電器件、透明電極、氣敏濕敏傳感器等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。 本實(shí)驗(yàn)采用低溫直流磁控濺射技術(shù)，經(jīng)O2和Zn在真空腔內(nèi)反應(yīng)，在滌綸紡粘非織造布表面沉積ZnO功能性納米薄膜。 然后是對(duì)實(shí)驗(yàn)后樣品的結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析。運(yùn)用能量散射X射線能譜儀(EDX)和X射線衍射儀(XRD)驗(yàn)證了氧化鋅在紡織基材表面的存在：EDX分析樣品鍍層前后的元素組成變化及其含量，X

3、RD圖片得出基材表面ZnO的c-軸取向性和結(jié)晶情況。使用原子力顯微鏡(AFM)分析納米結(jié)構(gòu)表面鍍層的形貌及其與直流濺射工藝參數(shù)的關(guān)系。分析表明：ZnO顆粒尺寸在一定范圍內(nèi)隨氧氬比的增大而增大，氧氬比為20sccm：20sccm時(shí)較合適；濺射功率和鍍膜厚度的增加均使ZnO顆粒尺寸增加，濺射功率過大會(huì)導(dǎo)致ZnO顆粒發(fā)生畸變；濺射壓強(qiáng)增加顆粒直徑則是先增大后減小，同時(shí)壓強(qiáng)增大顆粒均勻性和取向性變差。 接著使用掃描電鏡(SEM)分析Zn

4、O薄膜的微觀結(jié)構(gòu)及鍍層前后非織造布切面的形貌結(jié)構(gòu)，觀察薄膜.基材的界面結(jié)合情況。另外，通過剝離實(shí)驗(yàn)觀察分析了薄膜-基材的界面微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)、界面結(jié)合牢度和薄膜性能等。SEM和剝離實(shí)驗(yàn)等表明制備的薄膜表面光滑致密，形成薄膜的納米ZnO顆粒均勻性好，且薄膜與基材的結(jié)合較緊密，結(jié)合牢度好，同時(shí)濺射后不影響紡織材料的柔韌性?；娜绻?jīng)等離子處理后，薄膜附著力增加。 最后是對(duì)鍍層后樣品的功能性分析。利用紫外可見分光光度計(jì)對(duì)濺射前后的非織造布