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高耐候长波红外增透保护薄膜研究进展
1
作者 宋佳田 吴跃凤 +9 位作者 韩梦晴 李泳祺 李浩 赵凡 马飞龙 王忆霖 金扬利 陈玮 刘永华 韩滨 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第3期930-945,共16页
高质量红外探测与传感系统在军事和社会生活中需求迫切。为改善长波红外光学窗口基材的光学与机械性能,提高长波红外系统的探测精度和环境耐候性,光学窗口表面增透保护薄膜的设计制备技术逐渐成为了红外技术领域的研究热点之一。本文基... 高质量红外探测与传感系统在军事和社会生活中需求迫切。为改善长波红外光学窗口基材的光学与机械性能,提高长波红外系统的探测精度和环境耐候性,光学窗口表面增透保护薄膜的设计制备技术逐渐成为了红外技术领域的研究热点之一。本文基于近年来红外增透膜与增透保护膜的研究进展,概述了常用长波红外窗口镀膜基材和膜层材料特性,系统介绍了国内外针对长波范围的红外光学窗口表面增透保护薄膜的研究进展,归纳了膜层结构的设计方法及常用的制备手段,并展望了高质量长波红外增透保护薄膜设计制备领域的未来发展。 展开更多
关键词 光学薄膜 红外增透膜 红外保护薄膜 红外光学窗口 薄膜制备技术 薄膜环境耐候性
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PEMFC环境下DLC与WC/a-C薄膜腐蚀行为对比研究
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作者 王倩倩 毛锋 +1 位作者 何东青 尚伦霖 《表面技术》 北大核心 2026年第6期18-29,共12页
目的研究DLC薄膜、WC/a-C纳米复合薄膜及WC/a-C纳米多层薄膜的机械性能及在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境(70℃,1 mol/L H_(2)SO_(4))下的耐腐蚀性能及导电性能,优选具有优异综合性能的薄膜。方法通过闭合场非平衡磁控溅射(CFU... 目的研究DLC薄膜、WC/a-C纳米复合薄膜及WC/a-C纳米多层薄膜的机械性能及在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境(70℃,1 mol/L H_(2)SO_(4))下的耐腐蚀性能及导电性能,优选具有优异综合性能的薄膜。方法通过闭合场非平衡磁控溅射(CFUBMS)技术在316L不锈钢基体表面分别制备了以上三种薄膜。通过划痕测试、纳米压痕测试和场发射扫描电镜(FESEM)测试研究了薄膜的机械性能和截面形貌。通过电化学阻抗、动电位极化、恒电位极化和界面接触电阻值分析了薄膜的耐腐蚀性和导电性。同时通过FESEM观察分析了薄膜的腐蚀形貌,使用能量色散光谱(EDS)和拉曼测试分析了薄膜的腐蚀产物。结果WC/a-C纳米多层薄膜展现出独特的力学优化特征,纳米多层结构通过界面强化、位错钉扎效应实现了硬度与韧性的协同提升,从而显著提升了其机械性能。在电化学性能方面,相较于DLC薄膜与WC/a-C纳米复合薄膜,WC/a-C纳米多层薄膜具有最高的腐蚀电位(0.194 V)和最小的腐蚀电流密度(2.228×10^(-7)A/cm^(2))。在12 h恒电位极化测试前后,其界面接触电阻(ICR)值均为最低且变化最小,为8.84 mΩ·cm^(2)(测试前)和9.95 mΩ·cm^(2)(测试后)。结论纳米多层界面能够有效抑制腐蚀性离子的渗入与扩散,显著提高了WC/a-C纳米多层薄膜的耐腐蚀性能。在1.4 MPa压力下,其导电性优于DLC薄膜及WC/a-C纳米复合薄膜。 展开更多
关键词 DLC薄膜 WC/a-C纳米复合薄膜 WC/a-C纳米多层薄膜 双极板 腐蚀性能 导电性能
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VO_(X)薄膜物相演变及其中红外光学特性(特邀)
3
作者 金森 董宁宁 +4 位作者 颜周源 吉金成 余玮昊 何佳晶 王俊 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期42-51,共10页
面向中红外(3.8μm)高功率激光防护应用,采用直流磁控溅射结合后退火工艺在石英基底上制备了氧化钒(VO_(X))薄膜,研究了退火时间对其物相、微观结构及中红外光限幅性能的调控规律。通过XRD、XPS、SEM、红外光谱及自主搭建的光限幅测试系... 面向中红外(3.8μm)高功率激光防护应用,采用直流磁控溅射结合后退火工艺在石英基底上制备了氧化钒(VO_(X))薄膜,研究了退火时间对其物相、微观结构及中红外光限幅性能的调控规律。通过XRD、XPS、SEM、红外光谱及自主搭建的光限幅测试系统,分析了薄膜的结构演变与光调制行为。结果表明,随退火时间延长,薄膜物相从V_(2)O_(3)/VO_(2)混合相转变为单一VO_(2)相,最终演化为VO_(2)/V_(2)O_(5)混合相。高纯度、致密的单一VO_(2)相薄膜具有优异的光调制能力和较高的激光致相变开启阈值(W/cm^(2));而含V_(2)O_(3)或V_(2)O_(5)的混合相薄膜则表现出更快的相变响应速度与较低阈值,但光限幅性能有所下降。研究证实,通过调控退火工艺可快速制备VO_(X)薄膜,其物相-性能关联为针对不同激光防护需求的材料设计提供了依据。 展开更多
关键词 激光防护 氧化钒薄膜 薄膜结构演变 光调制
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高导热绝缘聚酰亚胺薄膜生产关键问题分析
4
作者 蒋耿杰 青双桂 +4 位作者 宋玉侠 姬亚宁 唐小青 马纪翔 潘钦鹏 《绝缘材料》 北大核心 2026年第4期131-137,共7页
基于桂林电器科学研究院有限公司的300 mm宽幅聚酰亚胺流延试验线与1200 mm宽幅聚酰亚胺双轴拉伸生产线制膜数据,研究配方、设备与工艺等因素对高导热绝缘聚酰亚胺薄膜制备的影响。结果表明:相较于双拉法,流延法具有低切边损耗、设备工... 基于桂林电器科学研究院有限公司的300 mm宽幅聚酰亚胺流延试验线与1200 mm宽幅聚酰亚胺双轴拉伸生产线制膜数据,研究配方、设备与工艺等因素对高导热绝缘聚酰亚胺薄膜制备的影响。结果表明:相较于双拉法,流延法具有低切边损耗、设备工艺简单、成膜性优良、成本较低以及所制备的薄膜导热性能好等优势;在提高导热薄膜导热系数方面,需攻克氮化硼高填充时出现的流延膜与钢带剥离困难、填料分散难度增大、填料及树脂间界面匹配性变差和成膜连续性下降等问题。 展开更多
关键词 导热 绝缘 聚酰亚胺 薄膜 关键问题
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薄膜级LDPE树脂的结构与性能研究
5
作者 孙鑫 李荣波 +5 位作者 许蔷 张凤波 石行波 王帆 杜斌 黄伟欢 《塑料工业》 北大核心 2026年第2期121-128,共8页
针对管式法工艺生产的两种典型薄膜级低密度聚乙烯(LDPE)树脂,综合运用差示扫描量热分析(DSC)、连续自成核退火热分级(SSA)、高温凝胶渗透色谱(HT-GPC)、温度梯度相互作用色谱(TGIC)、毛细管流变仪和拉伸流变仪等多种表征方法,系统解析... 针对管式法工艺生产的两种典型薄膜级低密度聚乙烯(LDPE)树脂,综合运用差示扫描量热分析(DSC)、连续自成核退火热分级(SSA)、高温凝胶渗透色谱(HT-GPC)、温度梯度相互作用色谱(TGIC)、毛细管流变仪和拉伸流变仪等多种表征方法,系统解析其链结构特征,阐明链结构、流变性能和薄膜光学性能存在的差异及原因。研究结果表明,具有较高短链支化的LDPE树脂因分子链有序性降低,导致熔融温度、结晶温度及熔融焓显著下降,其短支链的空间位阻效应抑制较厚片晶的形成,同时其亚甲基序列长度更小、薄片晶的比例更高;而长链支化较高的LDPE树脂则通过加速分子链解缠结动力学,增强剪切变稀效应。此外,长链支化度高的LDPE树脂因其更突出的黏弹特性,在高温加工区表现出显著降低的总雾度和表面雾度;而高分子量组分更多的LDPE树脂在相同条件下总雾度与表面雾度均明显升高。本研究阐明了短链支化密度及其分布均匀性、长链支化度及分子量分布对LDPE结晶行为、流变特性和光学性能的协同调控作用,为高性能薄膜树脂的开发提供技术参考。 展开更多
关键词 低密度聚乙烯 薄膜料 短链支化 长链支化 结构与性能
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超高真空蒸发制备Pd/Ti吸气薄膜的工艺优化与性能研究
6
作者 李伟 李进 +2 位作者 李宇龙 王旭迪 曹青 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第1期76-83,共8页
Pd/Ti吸气剂薄膜作为超高真空系统中重要的真空维持材料,具有激活温度低、抽速快等优点。针对薄膜制备过程中蒸发源热变形导致的镀膜均匀性问题,研究采用COMSOL多物理场仿真分析了靶丝热变形行为,提出了“石英玻璃棒+变距弹簧靶丝”的... Pd/Ti吸气剂薄膜作为超高真空系统中重要的真空维持材料,具有激活温度低、抽速快等优点。针对薄膜制备过程中蒸发源热变形导致的镀膜均匀性问题,研究采用COMSOL多物理场仿真分析了靶丝热变形行为,提出了“石英玻璃棒+变距弹簧靶丝”的复合结构设计,将Pd丝和Ti丝的径向最大热变形量分别降至0.0216 mm和0.0494 mm,相比直丝结构分别提升约303倍和63倍。自主设计搭建了超高真空蒸发镀膜系统,系统研究了Pd/Ti薄膜的蒸发工艺参数,确定了Ti丝45A/60 min、Pd丝18 A/2-10 min的最佳工艺条件。SEM分析表明薄膜呈典型柱状生长结构,Pd覆层连续均匀覆盖Ti底层。镀膜后系统极限真空达到1.41×10^(-8)Pa,真空维持性能显著提升。定压法吸氢测试结果显示,基底材料对吸气性能影响显著,无氧铜箔基底的稳定抽速(0.006 L/(s·cm^(2)))优于工业钛箔基底(0.002 L/(s·cm^(2)));Pd层厚度存在最优值,约50 nm厚度时吸气性能最佳,抽速达0.005 L/(s·cm^(2))。研究为Pd-Ti薄膜吸气剂的工程化制备提供了重要的技术支撑和数据基础。 展开更多
关键词 非蒸散型吸气剂 Pd/Ti薄膜 真空蒸镀 蒸发源结构优化 吸气性能测试
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脉冲偏压占空比对TiAlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律
7
作者 魏永强 王唯骏 +6 位作者 李永辉 王道洋 杨佳乐 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《表面技术》 北大核心 2026年第6期40-52,共13页
目的为提升M2高速钢材料的表面性能,研究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律。方法采用电弧离子镀方法,在M2高速钢表面制备Ti AlCrN多元复合薄膜,再通过多种检测表征方法,探究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元... 目的为提升M2高速钢材料的表面性能,研究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构和性能的影响规律。方法采用电弧离子镀方法,在M2高速钢表面制备Ti AlCrN多元复合薄膜,再通过多种检测表征方法,探究脉冲偏压占空比对Ti AlCrN多元复合薄膜微观结构与性能的影响规律。结果随脉冲偏压占空比的增加,Ti AlCrN薄膜表面大颗粒数量整体呈递减的变化趋势;薄膜晶面择优取向发生明显转变,占空比在20%及以下时为(200)晶面,占空比在30%及以上时转变为(111)晶面。当脉冲偏压占空比为10%时,薄膜中Al元素含量(原子数分数)达到峰值21.37%,平均晶粒尺寸最大为6.17 nm,薄膜硬度达到最大值2381HV,薄膜的结合力最优为74 N;当脉冲偏压占空比为20%时,平均摩擦系数降至最小值0.84;占空比为40%时薄膜中Cr元素含量(原子数分数)最高为22.37%,Cr对薄膜晶粒的细化作用最显著,使薄膜平均晶粒尺寸最小为2.86 nm,致密的薄膜结构可有效阻隔腐蚀介质渗透,自腐蚀电位达到最高值-0.39 V(vs.SCE)。相较于M2高速钢基体,Ti AlCrN多元复合薄膜的硬度、耐腐蚀及摩擦磨损性能均实现显著提升。Ti AlCrN多元复合薄膜在刀具与模具性能提升方面具有良好的应用前景,研究结果为硬质薄膜沉积工艺优化提供了实验依据。结论Ti Al CrN多元复合薄膜能显著提升高速钢基体的性能,通过调节脉冲偏压占空比可优化其结构与综合性能,其中脉冲偏压占空比为10%时薄膜硬度最高,脉冲偏压占空比为40%时薄膜耐腐蚀和抗摩擦磨损性能最优。 展开更多
关键词 电弧离子镀 脉冲偏压占空比 TiAlCrN多元复合薄膜 微观组织 性能
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脉冲偏压对CrN/TiAlN纳米多层薄膜微观结构和力学性能的影响
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作者 魏永强 张华森 +6 位作者 张晓晓 顾艳阳 杨佳乐 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第3期976-992,共17页
采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅片(100)基体表面制备CrN/TiAlN纳米多层薄膜,研究脉冲偏压对薄膜微观结构和性能的影响规律。通过SEM、EDS、XRD对薄膜的微观结构和物相组成进行表征,采用洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和... 采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅片(100)基体表面制备CrN/TiAlN纳米多层薄膜,研究脉冲偏压对薄膜微观结构和性能的影响规律。通过SEM、EDS、XRD对薄膜的微观结构和物相组成进行表征,采用洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对膜基结合力、纳米硬度以及薄膜的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能进行测试。结果表明:随着脉冲偏压的增大,薄膜表面的大颗粒数量减少,薄膜厚度呈现先增大后减小的趋势。当脉冲偏压为-150 V时,薄膜厚度最高可达937 nm,薄膜的膜基结合力均达到HF1等级;当脉冲偏压为-300 V时,薄膜的硬度和弹性模量分别为42.34 GPa和516.32 GPa,稳定摩擦因数为0.62,磨损率降到最小1.26×10^(−8) mm^(3)/(N·mm);当脉冲偏压为-400 V时,自腐蚀电流密度为0.267μA/cm^(2),薄膜的耐腐蚀性能最佳。 展开更多
关键词 电弧离子镀 CrN/TiAlN纳米多层薄膜 脉冲偏压 耐磨性 耐腐蚀性
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氧空位调控氧化钨薄膜的设计制备及其氢敏变色性能研究
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作者 王宁 田佳蔚 +1 位作者 孙樱溪 谭秋林 《功能材料》 北大核心 2026年第2期174-179,共6页
以WO_(3)为基础的氢敏变色型传感器无需额外供电便可以通过肉眼观察直接判断是否发生氢气泄露,在可穿戴氢安全标识、氢气管道输送等领域具有及时便捷、低成本的独特优势。然而WO_(3)的氢敏变色机理及氧空位的影响作用等还不明晰,这制约... 以WO_(3)为基础的氢敏变色型传感器无需额外供电便可以通过肉眼观察直接判断是否发生氢气泄露,在可穿戴氢安全标识、氢气管道输送等领域具有及时便捷、低成本的独特优势。然而WO_(3)的氢敏变色机理及氧空位的影响作用等还不明晰,这制约了WO_(3)基氢敏变色型传感器的性能提升和推广应用。为此,本项目采用反应磁控溅射技术设计制备了氧空位浓度可调的WO_(3)薄膜,研究了薄膜成分、颜色、元素价态和氧空位浓度等与溅射气氛中氧气浓度的关系。探索了不同Pd/WO_(3)薄膜对氢气的颜色响应,发现增加WO_(3)薄膜中氧空位浓度可以提高薄膜氢敏变色的灵敏度,但WO_(3)薄膜中氧含量过低时,W5+和金属态钨的存在会使薄膜本身具有较深的颜色,氢敏变色特性消失。反应磁控溅射制备的高氧空位非晶态Pd/WO_(3)薄膜最佳工作温度为200℃,15 s左右1%浓度氢气可以引起薄膜102.4的明显色差变化,氢敏变色效果明显。 展开更多
关键词 WO_(3)薄膜 氧空位浓度 气致变色 氢气传感器
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与刀具共形封装的PVDF压电薄膜切削力传感器非线性度研究 被引量：1
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作者 刘蒙霖 林铁 +5 位作者 沈宏 王旭东 孟祥建 曹华军 陶桂宝 褚君浩 《工具技术》 北大核心 2026年第2期124-132,共9页
实时、准确获取刀具切削力,实现在线监测刀具磨破损和加工状态,是智能与精密加工的一项关键内容。聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器因其可实现与刀具共形封装、不削弱刀具强度,成为研究热点。但传感器对切削力响应非线性会减小切削力测... 实时、准确获取刀具切削力,实现在线监测刀具磨破损和加工状态,是智能与精密加工的一项关键内容。聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器因其可实现与刀具共形封装、不削弱刀具强度,成为研究热点。但传感器对切削力响应非线性会减小切削力测量范围,限制刀具使用场景。采用欧拉—伯努利悬臂梁模型,分析与刀具共形封装的PVDF压电薄膜传感器对切削力响应非线性的影响因素,获得二阶非线性响应解析式,并通过准静态加载实验对理论模型进行验证。同时,基于解析式讨论抑制响应非线性的方法。结果表明,二阶非线性主要来源于金属屏蔽层对压电薄膜产生的面外压力。本文工作可以为PVDF压电薄膜的传感器设计提供参考。 展开更多
关键词 切削力传感器 PVDF压电薄膜 非线性 共形封装
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铌超导薄膜刻蚀残影机理研究及工艺优化
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作者 王朋阳 陈国强 +9 位作者 修青磊 徐郁 刘舟慧 高鹤 舒诗博 李正伟 顾煜栋 蒋孟奇 周健荣 孙志嘉 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第3期277-284,共8页
阿里原初引力波望远镜(Ali CMB polarization telescope,AliCPT)是中国第一台也是北半球唯一一台研究原初引力波的大科学装置。为实现其万量级低温超导探测器阵列的批量制备,工艺稳定性尤为关键,其中,铌(Nb)超导薄膜的沉积与刻蚀质量直... 阿里原初引力波望远镜(Ali CMB polarization telescope,AliCPT)是中国第一台也是北半球唯一一台研究原初引力波的大科学装置。为实现其万量级低温超导探测器阵列的批量制备,工艺稳定性尤为关键,其中,铌(Nb)超导薄膜的沉积与刻蚀质量直接决定器件的最终性能。前期研究发现在特定条件下Nb超导薄膜刻蚀后会出现“残影现象”,严重影响了工艺稳定性和器件质量。为研究刻蚀残影形成机理,文章综合运用表面形貌表征、元素成分分析和表面化学状态分析等方法,发现刻蚀区内存在厚度非均匀的光刻胶残留,残留的光刻胶在刻蚀过程中会引发碳氟钝化层厚度差异,进而导致区域内刻蚀程度不同,形成残影现象。文章通过优化清洗工艺和刻蚀工艺,有效抑制了残影缺陷,为低温超导探测器的大规模批量制备提供了技术支撑,同时对颗粒物沉积等共性工艺问题的解决也具有参考价值。 展开更多
关键词 铌超导薄膜 光刻 刻蚀 光刻胶残留 钝化 残影
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金薄膜厚度对光电性能的调控机理与电磁屏蔽应用
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作者 赵晨希 杨仕琪 +4 位作者 崔洋 杨霄 刘丹丹 余德明 刘华松 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期396-404,共9页
针对金(Au)基透明电磁屏蔽材料应用中存在的成本与性能优化问题,系统探究了金薄膜厚度对其微观结构、光学特性及电学特性的调控机理,旨在确定实现优异综合性能的最佳厚度参数,并基于此开展金属网栅器件的设计与验证。采用磁控溅射技术... 针对金(Au)基透明电磁屏蔽材料应用中存在的成本与性能优化问题,系统探究了金薄膜厚度对其微观结构、光学特性及电学特性的调控机理,旨在确定实现优异综合性能的最佳厚度参数,并基于此开展金属网栅器件的设计与验证。采用磁控溅射技术制备了28~110 nm四个不同厚度的金薄膜样品,系统表征其微观结构、光学反射特性及电学性能。基于性能优化结果,设计并制备了金属网栅光学窗口,并对其电磁屏蔽效能进行测试。结果表明,金薄膜的微观结构与性能表现出显著的厚度依赖性,随着薄膜厚度从28 nm增加至110 nm,薄膜晶粒尺寸提升约3.4倍,在可见光至红外波段反射率均呈现提升,电阻率从5.9μΩ·cm降低至2.9μΩ·cm,同时迁移率从8.8 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)提升至23.2 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)。基于优化厚度制备的金属网栅表现出优异的电磁屏蔽效能,在8~18 GHz频段屏蔽效能达21~30 dB。通过系统的实验表征与理论分析,明确了金薄膜厚度通过调控晶粒尺寸从而影响其光电性能的微观机制,揭示了晶界散射与表面散射随厚度演变的规律,确定了110 nm的金薄膜厚度可兼顾高性能与成本效益,并实现了高性能电磁屏蔽器件的制备与验证。研究结果可以为高性能透明电磁屏蔽窗口的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 金薄膜 厚度调控 金属网栅 电磁屏蔽效能
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氧化钼电致变色薄膜与器件的研究进展
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作者 梅洪正 陈青山 +2 位作者 杨明庆 牛春晖 吕勇 《中国材料进展》 北大核心 2026年第2期133-144,共12页
氧化钼作为一种典型阴极着色电致变色材料,具有制备方法简单、成本低、循环稳定性和电化学稳定性良好等优点,尤其是氧化钼还有着较短的变色响应时间和较低的生物毒害性,其电致变色薄膜与器件有着十分重要的研究与应用价值。概述了氧化... 氧化钼作为一种典型阴极着色电致变色材料,具有制备方法简单、成本低、循环稳定性和电化学稳定性良好等优点,尤其是氧化钼还有着较短的变色响应时间和较低的生物毒害性,其电致变色薄膜与器件有着十分重要的研究与应用价值。概述了氧化钼薄膜的不同制备方法,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、电化学沉积法、水/溶剂热法、溶胶-凝胶法、朗缪尔-布洛杰特(LB)沉积法和氧化剥离法,分析比较了不同制备方法的优缺点。在改善薄膜性能方面,总结了不同掺杂元素对氧化钼薄膜的影响,并进一步概述了氧化钼电致变色器件的研究进展。最后,就氧化钼薄膜及其器件在电致变色领域存在的问题及未来的研究和应用方向进行了讨论和展望。 展开更多
关键词 氧化钼 薄膜 器件 制备方法 电致变色
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基于剪切增稠液的聚乙烯醇凝胶薄膜的微观形貌及力学性能研究
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作者 王雨 黄英 +2 位作者 刘忠平 郝晓飞 毛超英 《中国塑料》 北大核心 2026年第2期11-15,共5页
通过溶液共混法将剪切增稠液[STF,由二氧化硅(SiO_(2))粒子和聚乙二醇(PEG)组成]封装到聚乙烯醇(PVA)基体中,成功制备出一种新型的剪切增稠凝胶薄膜。该策略通过构建三维物理交联网络,不仅解决了STF常温下易流动和易泄露的问题,还显著... 通过溶液共混法将剪切增稠液[STF,由二氧化硅(SiO_(2))粒子和聚乙二醇(PEG)组成]封装到聚乙烯醇(PVA)基体中,成功制备出一种新型的剪切增稠凝胶薄膜。该策略通过构建三维物理交联网络,不仅解决了STF常温下易流动和易泄露的问题,还显著提升了复合薄膜的力学性能。结果表明,在湿态凝胶中,50%(质量分数,下同)SiO_(2)体系主要呈现单颗粒(~360 nm)与小尺寸微米级团聚体(0.8~10μm)共存的多级分散结构;干燥后,颗粒在PVA多孔骨架的孔洞界面处形成非均匀的浓度梯度分布,同时维持了PVA的三维多孔网络结构。当SiO_(2)含量增至67.5%时,粒子间范德华力与氢键协同作用导致大尺寸微米级团聚体(20~110μm)生成,且干燥后薄膜的平均孔径较50%体系缩小约36%;含50%SiO_(2)的凝胶体系表现出最优的力学性能,其拉伸强度、断裂伸长率和韧性分别为纯PVA体系的1.43倍、8.4倍和9.2倍;STF的增强增韧机制可能为:PVA-SiO_(2)、PEG-PVA及PEG-SiO_(2)界面强氢键网络的形成;刚性SiO_(2)粒子的应力场叠加效应;PEG增塑作用促进分子链重排;STF可逆的能量耗能能力。 展开更多
关键词 剪切增稠流体 凝胶薄膜 微观结构 力学性能
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近海薄膜式光伏浮岛在波浪作用下的受力特性研究
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作者 姚烨 邵书钦 +3 位作者 练继建 杨旭 梁超 任效里 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期89-97,共9页
针对近海薄膜式光伏浮岛,利用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)有限元方法进行流固耦合分析。首先通过造波理论和模型试验验证CEL方法的可靠性;之后通过CEL数值模拟,研究薄膜式光伏浮岛在不同条件下的受力特性。研究结果表明:浮管的随浪性影响... 针对近海薄膜式光伏浮岛,利用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)有限元方法进行流固耦合分析。首先通过造波理论和模型试验验证CEL方法的可靠性;之后通过CEL数值模拟,研究薄膜式光伏浮岛在不同条件下的受力特性。研究结果表明:浮管的随浪性影响浮体运动状态和薄膜受力;波浪作用下薄膜应力较大的关键位置有膜-绳连接处、光伏组件间薄膜和光伏组件-薄膜接触点,随着波高的增大,关键位置应力增大,而随着周期的增大,关键位置应力减小;当波高为5 m且发生破碎时,波浪越过浮管直接击打薄膜,导致光伏组件附近薄膜发生破坏。 展开更多
关键词 海上光伏 流固耦合 受力特性 薄膜式光伏浮岛 CEL方法 数值模拟
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SiO_(X)/TPGDA/SiO_(X)“三明治”结构型高阻隔薄膜构建及其水氧阻隔性能
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作者 冯尔鹏 武生虎 +7 位作者 王晓毅 何延春 曹生珠 牟先凯 王虎 王兰喜 董茂进 丁磊 《航空材料学报》 北大核心 2026年第2期69-80,共12页
采用卷对卷等离子化学气相沉积(roll-to-roll plasma chemical vapor deposition,roll-to-roll PECVD)、卷对卷蒸发镀膜技术(roll-to-roll evaporation coating technology)制备SiO_(X)/TPGDA/SiO_(X)“三明治”结构型叠层薄膜,使用硅... 采用卷对卷等离子化学气相沉积(roll-to-roll plasma chemical vapor deposition,roll-to-roll PECVD)、卷对卷蒸发镀膜技术(roll-to-roll evaporation coating technology)制备SiO_(X)/TPGDA/SiO_(X)“三明治”结构型叠层薄膜,使用硅烷偶联剂及离子源表面活化提高无机层SiO_(X)与有机层TPGDA之间的界面结合力,研究叠层薄膜的制备技术及其力学性能、阻隔性能及光学性能。结果表明:SiO_(X)/TPGDA/SiO_(X)“三明治”结构型阻隔膜纵向拉断力F_(1L)为174.17 N,应变ε_(L)为112%,横向拉断力F_(1H)及应变ε_(H)分别为159.86 N与135%。阻隔膜水蒸气透过率低至0.1 g·m^(-2)·day^(-1),经过双“85”实验后仍保持较好的阻水性能,并且阻隔膜透光率及雾度分别达89.2%和1.05%,在未来空间站食品包装储存、太阳能电池板封装,导弹弹药中敏感材料防潮及雷达红外遥感中精密部件防潮等航空航天军事领域有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 连续卷绕 叠层薄膜 SiO_(X) TPGDA 阻水性 阻氧性 力学性能 透光性
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纳米压痕结合有限元法确定Mo掺杂ZnO薄膜的横观各向同性弹性力学参数
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作者 李召阳 李国友 +4 位作者 潘胡江 陈智勇 宋伟志 李彬 宋亚虎 《中国测试》 北大核心 2026年第1期60-68,共9页
该文提出一种结合有限元分析与纳米压痕实验的方法,研究ZnO基薄膜的横观各向同性力学性能。首先,基于Abaqus软件,通过有限元模拟纳米压痕过程,构建ZnO基薄膜的横观各向同性力学模型,并求解最大加载力F_(max)、加载曲线指数x与薄膜弹性... 该文提出一种结合有限元分析与纳米压痕实验的方法,研究ZnO基薄膜的横观各向同性力学性能。首先,基于Abaqus软件,通过有限元模拟纳米压痕过程,构建ZnO基薄膜的横观各向同性力学模型,并求解最大加载力F_(max)、加载曲线指数x与薄膜弹性参数之间的无量纲函数关系。然后,通过纳米压痕实验获取薄膜的实验数据,结合柔度矩阵分析,计算ZnO和MZO薄膜在纳米压痕过程中的应力-应变关系以及弹性模量和切变模量。结果表明:Mo掺杂对薄膜的力学性能有显著影响,适量掺Mo可提高MZO薄膜的弹性模量,并减小切变模量的各向异性;然而,过量掺Mo会导致弹性模量下降,切变模量上升。该方法可为薄膜材料力学性能的研究提供一种新的思路,能够有效评估不同掺杂浓度下薄膜的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 Mo掺杂ZnO 薄膜 横观各向同性 弹性模量 切变模量
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高耐热低膨胀聚酰亚胺薄膜结构设计与牵伸工艺研究
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作者 王健华 吴高洁 +3 位作者 徐鸿杰 田国峰 齐胜利 武德珍 《绝缘材料》 北大核心 2026年第4期1-8,共8页
牵伸技术是制备柔性印刷电路板(FPC)用电子级聚酰亚胺(PI)薄膜的重要方法之一。相较于单一的化学结构调控法,牵伸技术具有更高的灵活性,可在大范围内有效调控不同体系PI薄膜的热膨胀系数(CTE)。然而,在追求高玻璃化转变温度(T_(g))时通... 牵伸技术是制备柔性印刷电路板(FPC)用电子级聚酰亚胺(PI)薄膜的重要方法之一。相较于单一的化学结构调控法,牵伸技术具有更高的灵活性,可在大范围内有效调控不同体系PI薄膜的热膨胀系数(CTE)。然而,在追求高玻璃化转变温度(T_(g))时通常部分或全部采用具有刚直、含氢键等特征的单体,导致分子链运动能力降低,损害牵伸工艺性。本文针对PI薄膜高玻璃化转变温度(T_(g))与牵伸工艺性之间的矛盾难题,以均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)为基础体系,通过引入对苯二胺(p-PDA)、2,5-二甲基对苯二胺(DPD)和间苯二胺(m-PDA),设计制备一系列均聚和共聚体系PI薄膜。通过分子模拟和实验分析,系统研究了主链结构对其链段运动能力和牵伸工艺的影响。结果表明:m-PDA的引入可以同步提高PMDA/ODA体系PI分子链在T_(g)以下的刚性和T_(g)以上的运动能力,从而使其具有高T_(g)和良好的牵伸工艺性能;采用DMA对该体系薄膜进行高温牵伸取向,成功制备出高T_(g)(约为428℃)和CTE可调(1.7×10^(-6)~34.1×10^(-6)℃-1)的PI薄膜样品。 展开更多
关键词 电子级PI薄膜 牵伸工艺 玻璃化转变温度 热膨胀系数
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改性聚丙烯薄膜研究进展
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作者 廖建平 李志硕 +3 位作者 陈宇飞 戴雨润 韦文厂 张镱议 《绝缘材料》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
聚丙烯薄膜材料以其优异的加工性能、低介质损耗和高电气强度等特点被广泛应用于薄膜电容器及相关产业,作为储能介质或新能源电池隔膜为全球电力、新能源汽车、航空航天等领域发展做出重要贡献。然而,聚丙烯固有的低储能密度及其在高温... 聚丙烯薄膜材料以其优异的加工性能、低介质损耗和高电气强度等特点被广泛应用于薄膜电容器及相关产业,作为储能介质或新能源电池隔膜为全球电力、新能源汽车、航空航天等领域发展做出重要贡献。然而,聚丙烯固有的低储能密度及其在高温条件下的性能劣化难以满足社会发展对电气装备大容量、耐高温性能的需求。为梳理面向新型电力系统及新能源领域的聚丙烯薄膜材料优化方式,本文首先从改性机制角度出发,通过举例、分析、总结等方式展示聚丙烯薄膜材料的改性方法,详细论述改性方法对聚丙烯介电常数、电气强度、介质损耗及耐高温性能的影响,然后以薄膜电容器和新能源电池相关应用为例,展开介绍聚丙烯薄膜材料的最新研究进展。最后结合国内外研究现状,指出当前聚丙烯薄膜材料研究存在的不足并对该方向进行了展望。 展开更多
关键词 聚丙烯 改性 电介质 薄膜
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周期性光学薄膜应力建模
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作者 董莹 刘莹奇 +3 位作者 陶忠 贠平平 胡荣 韩娟妮 《应用光学》 北大核心 2026年第1期73-79,共7页
光学薄膜应力会严重影响光学器件的表面面形,研究多层薄膜残余应力是高面形精度多层薄膜器件研制的核心。基于膜系结构和工艺过程重构周期性多层膜结构,建立了周期性多层膜残余应力模型,此模型与中心波长λ_(0)、单周期应力σ_(C)、周期... 光学薄膜应力会严重影响光学器件的表面面形,研究多层薄膜残余应力是高面形精度多层薄膜器件研制的核心。基于膜系结构和工艺过程重构周期性多层膜结构,建立了周期性多层膜残余应力模型,此模型与中心波长λ_(0)、单周期应力σ_(C)、周期数m及周期间应力σ_(C|C)有关。设计了中心波长λ_(0)=900 nm的周期性多层膜,使用应力模型估测残余应力,沉积该样片并通过基底形变法测试残余应力。测试结果表明,使用应力模型估测的残余应力与实测残余应力的误差约为30%,证明建立的周期性多层膜应力模型具有较高的精确度,适用于周期性多层膜应力估测。 展开更多
关键词 光学薄膜 膜层应力 周期性多层膜 表面面形 界面应力
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