非晶态ITO透明导电薄膜的制备及热处理晶化技术研究进展 被引量：10

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作者 李佳明 姜良宝 +5 位作者 陈牧 李晓宇 韦友秀 张晓锋 马一博 颜悦 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期24-35,共12页

透明导电氧化物薄膜已在液晶显示器、太阳能电池、电致变色窗、气体传感器、高层建筑物的幕墙玻璃、飞机和高速列车导热玻璃(防冰除雾)等领域得到广泛应用。为了制备高透光性、高导电性的氧化铟锡(ITO)透明导电氧化物薄膜,一般采用两种... 透明导电氧化物薄膜已在液晶显示器、太阳能电池、电致变色窗、气体传感器、高层建筑物的幕墙玻璃、飞机和高速列车导热玻璃(防冰除雾)等领域得到广泛应用。为了制备高透光性、高导电性的氧化铟锡(ITO)透明导电氧化物薄膜,一般采用两种途径:高温制备方法直接沉积出结晶态薄膜;室温下沉积出非晶薄膜后再进行热处理使其晶化。对于不耐高温的基底材料,研究快速热处理晶化方法具有重要的指导意义。该方法既能保证ITO薄膜的使用要求,又能降低晶化方法对基底产生的影响。根据不同的应用背景与使用要求,选择合适的制备方法与晶化方法,是获得高透光性、高导电性薄膜的关键。本文综述了目前国内外对ITO透明导电氧化物薄膜晶化方法的研究进展。通过对比不同的薄膜晶化方法的机理和优缺点,指出了红外晶化法、激光晶化法、闪光灯晶化法可以实现薄膜快速结晶。并且,采用上述方法处理,过程中基底温度低于薄膜温度,有望取代目前商业生产中使用的传统炉式晶化法,能够提高生产效率、节约生产成本、获得高质量、高性能的透明导电氧化物薄膜,适用范围更广。 展开更多

关键词 ITO 透明导电氧化物 薄膜制备 热处理 晶化

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非晶透明导电氧化物薄膜研究进展 被引量：4

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作者 张晓锋 颜悦 +3 位作者 陈牧 刘宏燕 郝常山 张官理 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-16,共16页

随着有机/聚合物衬底的广泛使用,非晶透明导电氧化物薄膜由于兼具优异的透明与导电性、性能稳定、表面平整光滑、易于刻蚀和大面积制备、兼容现有工艺、无须后续退火处理进而简化工艺流程等优点,已应用于薄膜晶体管、有机/聚合物太阳能... 随着有机/聚合物衬底的广泛使用,非晶透明导电氧化物薄膜由于兼具优异的透明与导电性、性能稳定、表面平整光滑、易于刻蚀和大面积制备、兼容现有工艺、无须后续退火处理进而简化工艺流程等优点,已应用于薄膜晶体管、有机/聚合物太阳能电池、电致变色、电磁屏蔽等诸多领域。尽管非晶态透明导电氧化物的原理与结晶态的基本相同,但其不是简单的结晶态透明氧化物的非晶态,而是特定组元在特定条件下制备获得的。在简要介绍透明与导电及两者间的耦合关系的基础上,重点介绍了更为一般的非晶半导体氧化物的研究历程及其特点,并与结晶态透明导电氧化物薄膜对比,指出N型非晶透明导电氧化物的电子结构特征是其金属阳离子结构为(n-1)d10ns0,由于s电子轨道呈球对称,且相邻重叠积分较大,迁移率较高,结构容错性较强,因此可以稳定保持其结晶态时的中近程结构及优异的特性,并详细介绍了表征其近程结构的中程有序、因缺乏衡量周期的量子数而使用更为一般的态密度以及非晶结构的亚稳特性。在此基础上,详细举例介绍了N型和P型非晶透明导电氧化物体系的性质和特点,特别介绍了铟系非晶透明导电氧化物的种类和特点,其中又以氧化铟锌的性能最为优异。由于目前的非晶透明导电氧化物体系主要是针对N型导电的,故P型非晶透明导电氧化物的例子较少。最后结合产业动态简要介绍了非晶透明导电氧化物薄膜的应用领域,并结合当前研究现状和发展趋势指出了今后三个可能的研究发展方向:(1)非铟系透明导电氧化物的研究与开发有待进一步加强;(2)另辟蹊径开发P型透明导电氧化物的基本原理和材料;(3)充分发挥非晶透明导电氧化物的优势,拓展其在部分半导体领域的应用。 展开更多

关键词 薄膜 非晶 透明导电氧化物 稳定性 氧化铟

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阳极电致变色材料的研究进展 被引量：2

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作者 付子怡 韦友秀 +5 位作者 刘伟明 陈牧 马一博 李佳明 李久勇 颜悦 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期46-62,共17页

电致变色技术已经广泛应用于智能窗、汽车防眩后视镜等众多领域。其中离子存储层(一般是阳极变色材料) 是提高电致变色器件性能和实现技术应用化的关键层,其主要作用是储存和供给变色反应需要的离子,维持整个电 致变色过程的电荷平衡,目... 电致变色技术已经广泛应用于智能窗、汽车防眩后视镜等众多领域。其中离子存储层(一般是阳极变色材料) 是提高电致变色器件性能和实现技术应用化的关键层,其主要作用是储存和供给变色反应需要的离子,维持整个电 致变色过程的电荷平衡,目前,最典型的阳极材料是氧化镍(NiO),因价格低廉、着色效率高、光调制范围大而得到 广泛应用。本文概述了近年来阳极电致变色材料的研究进展,包括材料分类、工作原理以及特性要求,介绍了其薄 膜制备方法,同时介绍了多种提高阳极变色材料性能的改性方法,并对阳极电致变色材料的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 电致变色 阳极变色材料 过渡金属氧化物 薄膜制备

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压缩工艺参数对注射压缩成型聚碳酸酯透明件残余应力的影响 被引量：4

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作者 陈宇宏 詹茂盛 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期9-15,共7页

基于注射压缩成型技术,以聚碳酸酯为原材料,采用不同的压缩工艺参数制备出聚碳酸酯透明件。结合成型过程中的模具型腔压力测试,采用定性(应力偏光法)和定量(小孔法)两种方法,对成型透明件的残余应力进行了测试,分析了压缩启动位置、压... 基于注射压缩成型技术,以聚碳酸酯为原材料,采用不同的压缩工艺参数制备出聚碳酸酯透明件。结合成型过程中的模具型腔压力测试,采用定性(应力偏光法)和定量(小孔法)两种方法,对成型透明件的残余应力进行了测试,分析了压缩启动位置、压缩距离、熔体温度及模具温度等压缩过程的核心工艺参数对聚碳酸酯透明件残余应力的影响规律。结果表明,随着压缩启动位置的推迟或压缩距离的增大,型腔压力上升,使得制品的残余应力降低,当压缩启动位置从10%延迟至70%时,或者压缩距离从0.5 mm增大至2.0 mm,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到82.0%和64.7%;随着熔体温度的升高或模具温度的升高,型腔压力变化并不明显,但制品的残余应力降低,当熔体温度从290℃升至320℃,或者模具温度从80℃升至120℃,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到56.2%和77.0%。 展开更多

关键词 注射压缩成型 聚碳酸酯 残余应力

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薄膜应力测量方法及影响因素研究进展 被引量：11

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作者 马一博 陈牧 +4 位作者 颜悦 刘伟明 韦友秀 张晓锋 李佳明 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期17-25,共9页

随着薄膜电子器件的尺寸不断减小,薄膜应力成为薄膜器件失效的重要原因。薄膜应力不仅影响薄膜结构而且与薄膜光学、电学、力学等性质相关,因此,薄膜应力逐渐成为薄膜材料研究领域的热点之一。本文综述了薄膜应力的最新研究进展,对比分... 随着薄膜电子器件的尺寸不断减小,薄膜应力成为薄膜器件失效的重要原因。薄膜应力不仅影响薄膜结构而且与薄膜光学、电学、力学等性质相关,因此,薄膜应力逐渐成为薄膜材料研究领域的热点之一。本文综述了薄膜应力的最新研究进展,对比分析了基底曲率法、X射线衍射法、拉曼光谱法等常见的薄膜应力检测方法,概括了薄膜成分比例、基底类型、磁控溅射工艺参数(溅射功率、工作压力、基底温度)和退火等影响薄膜应力的因素。发现基底曲率法适合测量绝大部分薄膜材料,而X射线衍射法、拉曼光谱法只适合测量具有特征峰的材料,纳米压痕法需与无应力样品作对比实验。在薄膜制备和退火过程中,薄膜应力一般发生压应力和张应力的转化,且多个工艺参数共同影响薄膜应力,适当调节参数可使薄膜应力达到最小值甚至无应力状态。最后,结合薄膜应力当前的研究现状提出了未来可能的研究方向,即寻找不同材料体系薄膜应力的精确测量方法以及薄膜应力检测过程中面临的检测范围问题。 展开更多

关键词 薄膜应力 应力测量 应力控制 基底曲率法

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基于数值模拟的注射成型聚碳酸酯热/流动残余应力的壁厚特性 被引量：3

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作者 陈宇宏 董书源 +4 位作者 郎建林 余文劼 张云 周华民 赵朋 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期105-114,共10页

分别基于线性黏弹性模型和可压缩黏弹本构模型,采用相应的有限差分法和有限体积法作为控制方程的离散方法,以计算注射成型制品的流动残余应力和热残余应力。实现了对3 mm,7 mm和11 mm厚度注射成型聚碳酸酯平板的流动残余应力和热残余应... 分别基于线性黏弹性模型和可压缩黏弹本构模型,采用相应的有限差分法和有限体积法作为控制方程的离散方法,以计算注射成型制品的流动残余应力和热残余应力。实现了对3 mm,7 mm和11 mm厚度注射成型聚碳酸酯平板的流动残余应力和热残余应力的数值模拟,并结合注射成型实验,分析了薄壁/厚壁制件流动残余应力、热残余应力和总残余应力的分布规律差异。计算结果表明,热残余应力区主要围绕平板边缘分布,中心区域的热残余应力明显低于边缘部分。随壁厚的增加,热残余应力逐渐上升,高残余应力分布面积明显增加,当壁厚从3 mm增加到11 mm,分布面积至少增加2倍以上;流动残余应力均表现为沿熔体流动方向递减的规律。随壁厚的增加,流动残余应力显著降低。当壁厚从3 mm增加到11 mm,最大流动残余应力从15 MPa降低到1.5 MPa,下降幅度达到90%;随着壁厚的增加,流动残余应力对平板总残余应力的贡献逐渐降低,热残余应力的贡献则逐渐增大。对于3 mm薄壁制件,流动残余应力占绝对主导地位;当平板厚度增加至7 mm时,近浇口区流动残余应力主导,远浇口区热残余应力主导;对于11 mm厚壁制件,热残余应力占绝对主导地位。不同壁厚平板的残余应力分布的数值模拟与实验结果吻合度较好,表明文中的数值模拟方法可以有效计算残余应力。 展开更多

关键词 注射成型 计算模拟 热残余应力 流动残余应力 壁厚

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聚碳酸酯/聚(1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)共混物的光学特性及机理分析 被引量：2

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作者 陈宇宏 李曦 +1 位作者 詹茂盛 赵朋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期117-123,共7页

采用熔融共混法制备一系列聚碳酸酯(PC)与聚(1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCCD)形成的共混物。光学性能测试表明,PC/PCCD共混物具有高透光率、低雾度的光学特征。采用SEM、TEM、DSC、红外光谱及核磁共振等多种手段对PC/PCCD... 采用熔融共混法制备一系列聚碳酸酯(PC)与聚(1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCCD)形成的共混物。光学性能测试表明,PC/PCCD共混物具有高透光率、低雾度的光学特征。采用SEM、TEM、DSC、红外光谱及核磁共振等多种手段对PC/PCCD进行研究,以揭示共混物呈现光学透明性的内在机理。结果表明:PC/PCCD在几十纳米尺度下具有均相结构,均相结构是其在宏观上表现高透明性的直接原因;不同PCCD含量的PC/PCCD共混物均表现出单一玻璃化温度,表明PC和PCCD完全相容。这种均相结构的完全相容,是PC/PCCD共混物呈现高透明性的内在原因。通过进一步分析PCCD和PC相容的机理,发现PC与PCCD熔融共混过程中未发生酯交换反应,PC和PCCD的相容源于结构相似,与是否发生酯交换反应无关。 展开更多

关键词 聚碳酸酯 聚(1 4-环己烷二甲酸-1 4-环己烷二甲醇酯) 光学性能 相容 均相

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PMMA/PC复合平板叠层注射压缩成型翘曲变形计算模拟 被引量：7

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作者 孙琦伟 陈宇宏 +3 位作者 董书源 郎建林 周晓伟 张云 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期53-59,共7页

建立了一种基于注射成型模拟软件Moldflow和有限元软件ABAQUS联合计算模拟的方法,以用于分析聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯(PMMA/PC)复合平板叠层注射压缩成型的翘曲变形。通过两步法完成翘曲变形的数值模拟:首先采用Moldflow软件对叠层注... 建立了一种基于注射成型模拟软件Moldflow和有限元软件ABAQUS联合计算模拟的方法,以用于分析聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯(PMMA/PC)复合平板叠层注射压缩成型的翘曲变形。通过两步法完成翘曲变形的数值模拟:首先采用Moldflow软件对叠层注射压缩成型进行充填、保压和模具内冷却分析;然后将Moldflow获得的制件脱模时温度场和网格文件导入ABAQUS进行分析,计算脱模后制件完全冷却至室温的翘曲量,将应力释放的翘曲值与完全冷却的翘曲值线性相加得到平板的最终翘曲。同时通过注射成型实验实测PMMA/PC复合平板的翘曲变形。结果表明,联合计算模拟结果与实验结果的匹配性较好。 展开更多

关键词 叠层注射压缩成型 翘曲 模拟 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯

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电加温热载荷对直升机风挡玻璃的影响 被引量：3

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作者 赵景云 颜悦 霍钟祺 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期1143-1148,共6页

研究了电加温直升机风挡在极限飞行工况条件下受电加温热载荷的影响。通过对离散气动载荷进行参数化处理,建立一种可以在风挡表面施加非均匀气动载荷的方法。基于ABAQUS软件分析直升机风挡在各个飞行姿态下的受力状态,找出较为危险的飞... 研究了电加温直升机风挡在极限飞行工况条件下受电加温热载荷的影响。通过对离散气动载荷进行参数化处理,建立一种可以在风挡表面施加非均匀气动载荷的方法。基于ABAQUS软件分析直升机风挡在各个飞行姿态下的受力状态,找出较为危险的飞行工况;基于ANSYS建立风挡的电热耦合模型,计算出低温环境下风挡玻璃电加温过程中的风挡厚度方向的温度分布。建立电加温风挡的热力耦合模型,对直升机风挡飞行工况条件下的热应力和变形进行分析。结果表明,在低温环境中电加温对降低风挡玻璃边缘的拉应力有积极的作用,而对风挡的变形影响不明显。 展开更多

关键词 电加温风挡 气动载荷 热载荷 热应力

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二次注射成型工艺参数对PMMA-PC复合平板翘曲的影响 被引量：2

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作者 孙琦伟 陈宇宏 +3 位作者 颜悦 郎建林 王韬 葛勇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期134-139,共6页

研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后... 研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后增大趋势;保压时间的延长则有利于减少复合平板的翘曲量,增加熔体温度和注射速率会增大复合平板的翘曲量。模具温度的升高会使复合平板的翘曲变形方向朝PMMA侧逐渐增大,模内不对称冷却引起复合平板内部的残余热应力成为翘曲量增大的主要原因,当模具温度为90℃时,复合平板基本无翘曲。所研究的工艺参数中,模具温度和保压时间对复合平板的翘曲影响最为显著。 展开更多

关键词 二次注射成型 翘曲 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯

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退火工艺对磁控溅射LiCoO2薄膜形貌与力学性能的影响 被引量：1

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作者 马一博 陈牧 +4 位作者 颜悦 张晓锋 刘伟明 李佳明 张旋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期90-98,共9页

采用磁控溅射方法在单晶Si(100)上制备LiCoO2薄膜并选择不同退火温度、保温时间和退火气氛对薄膜进行热处理,研究不同退火条件对LiCoO2薄膜形貌、组成、晶体结构和力学性能的影响。结果表明:退火过程将LiCoO2薄膜表面粗糙度从11.63 nm... 采用磁控溅射方法在单晶Si(100)上制备LiCoO2薄膜并选择不同退火温度、保温时间和退火气氛对薄膜进行热处理,研究不同退火条件对LiCoO2薄膜形貌、组成、晶体结构和力学性能的影响。结果表明:退火过程将LiCoO2薄膜表面粗糙度从11.63 nm降低至6.13 nm,且退火气氛对LiCoO2薄膜表面形貌影响最大;LiCoO2薄膜退火产生Li2O、CoO、Co3O4等副产物,薄膜组成被破坏;任一退火条件均能使LiCoO2薄膜结晶,平均晶粒尺寸约为30 nm,退火温度对LiCoO2薄膜晶粒尺寸和残余应力影响最大;LiCoO2薄膜退火后,其硬度H、杨氏模量Er增大一个数量级,最优退火工艺下(600℃,60 min,纯O2气氛),H3/Er 2比例为0.03 GPa,抵抗塑性变形能力好。 展开更多

关键词 LiCoO2薄膜 表面形貌 硬度 杨氏模量 摩擦因数

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