反应溅射制备纳ZnO功能纺织材料及其性能表征.pdf

摘要 摘要 纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，将纳米技术用于纺织材料研究开发 新型功能化纳米纺织材料又是材料研究领域中的必威体育精装版热点。纺织材料也跳出服用圈子成 为装饰用、产业用纺织品方面的重要原料。氧化锌(ZnO)作为一种新型的I卜Ⅵ族宽 禁带半导体材料，在紫外光探测和发射方面具有很好的应用潜力。且ZnO可实现室温 下的紫外受激辐射，在室温下的光泵浦阈值较低，具有很高的化学稳定性和较强的抗辐 射损伤能力，薄膜外延生长要求的温度较低，原料易得廉价，易掺杂等。这些优异特性 使得ZnO薄膜在发光二极管、太阳能电池、晶体管、表面声波器件、光电压电器件、 透明电极、气敏湿敏传感器等诸多领域得到应用。 本实验采用低温直流磁控溅射技术，经02和Zn在真空腔内反应，在涤纶纺粘非织 造布表面沉积ZnO功能性纳米薄膜。 然后是对实验后样品的结构状态分析。运用能量散射X射线能谱仪(EDX)和X射 线衍射仪(X】m)验证了氧化锌在纺织基材表面的存在：EDX分析样品镀层前后的元 素组成变化及其含量，XRD图片得出基材表面ZnO的c．轴取向性和结晶情况。使用原 子力显微镜(删)分析纳米结构表面镀层的形貌及其与直流溅射工艺参数的关系。分 时较合适；溅射功率和镀膜厚度的增加均使ZnO颗粒尺寸增加，溅射功率过大会导致 ZnO颗粒发生畸变；溅射压强增加颗粒直径则是先增大后减小，同时压强增大颗粒均匀 性和取向性变差。 接着使用扫描电镜(SEM)分析ZnO薄膜的微观结构及镀层前后非织造布切面的形 貌结构，观察薄膜．基材的界面结合情况。另外，通过剥离实验观察分析了薄膜．基材的 界面微观结构状态、界面结合牢度和薄膜性能等。SEM和剥离实验等表明制备的薄膜 表面光滑致密，形成薄膜的纳米ZnO颗粒均匀性好，且薄膜与基材的结合较紧密，结 合牢度好，同时溅射后不影响纺织材料的柔韧性。基材如果经等离子处理后，薄膜附着 力增加。 最后是对镀层后样品的功能性分析。利用紫外可见分光光度计对溅射前后的非织造 布样品进行测试，结果表明ZnO薄膜具有透明和吸收紫外线性能，且一定范围内增加 膜厚、基材经等离子体处理和氧分压的增加都可以使样品的抗紫外线性能得到一定程度 的增强。使用织物感应式静电测试仪测试镀层前后织物的抗静电性能，发现经镀层后非 织造布的抗静电性能得到了显著的改善，而且随着膜厚的增加抗静电性能提高也很明 显。 关键词：氧化锌，纺织材料，薄膜，磁控溅射，光学性能，抗静电性能 Abs仃act Abstract ahot inthefieldofmaterialscience．And TheresearchoftheNanomaterialsisnow point beenthe inthis basedon have newfunctionalmaterials recentlypop-uppoint nanotechnology crucialmaterialsnot in butalsoin field．Textilematerialshavealsobeenthe onlyclothing decorationand anovel II_Ⅵgroup industry．Zincoxide(ZnO)is inultraviolet andemission．Itcan semiconductor,havingpotentialapplications detecting havelow