高频等离子体化学气相淀积法制备TiO2超细粒子

利用ＴｉＣｌ４＋Ｏ２体系，在高频等离子体化学气相淀积反应器中合成了纯度高、粒度细的ＴｉＯ２粒子。考察了工艺条件对ＴｉＯ２粒子物性的影响；探讨了ＴｉＯ２粒子晶型控制的方法，金红石型质量分数可通过工艺条件控制；探讨了ＴｉＯ２粒子晶型控制的方法。金红石型质量分数可通过工艺条件控制，减少ＴｉＯ２单体浓度可提高金红石型质量分数；也可通过在原料ＴｉＣｌ４中添加ＡｌＣｌ３等晶型转化剂，使可转化为单一金红石型Ｔｉ     

金属有机化合物化学气相淀积含钛硬质涂层的过程研究

在垂直冷壁CVD反应器中进行了文题的探索性研究。以二乙胺基钛(Ti(NEt_2)_4)为源,在不锈钢或硬质合金基体上完成了氮化钛(TiN)和碳氮化钛(Ti(C,N))硬质薄膜低温下的淀积。发现(TiN)和(Ti(C,N))分别在773K和973K下形成;在操作范围内整个反应器流场由自由对流控制;反应过程由表面过程控制;反应活化能为235 kJ/mol;二乙胺基钛反应级数为1级。进行了热力学计算,提出了反应历程假设。结果表明:用二乙胺基钛进行MOCVD淀积含钛硬质薄膜可以降低温度,以扩大基体的选用范围,为获得硬质薄膜提供了一条新的途径。     

TiCl_4-O_2-H_2O体系化学气相淀积TiO_2超细粒子

研究了反应参数对TiO_2超细粒子化学成分、平均粒径、粒径分布、粒子形貌和结构等的影响规律。结果表明:粒径随着TiCl_4分压的降低、氧气分压和反应温度的升高而减小;随着水分压的变化,粒径存在一最小值。合成的TiO_2粒子呈锐钛型,经950℃热处理后转变为金红石。     

金属有机化合物化学气相淀积含钛硬质涂层的性能研究

在用文题淀积方法制备出氮化钛、碳氮化钛和碳氮氧化钛硬质涂层的基础上,用表面分析手段分别进行了成分、结构分析、形貌观察和硬度测定。结果表明:以二乙胺基钛为原料可分别在773K和973K淀积氮化钛和碳氮化钛涂层;用钛酸异丙酯和钛酸丁酯可分别在973K和1073K获得碳氮氧化钛涂层。所得的涂层表面光洁度高、与基体附着性好、硬度满足实用要求。相比于普通化学气相淀积方法,本法在制备硬质涂层上有两大优点:(1)淀积温度降低,扩大了基体的选用范围;(2)固溶体涂层的获得扩大了涂层的适用范围。     

立式冷壁反应器中化学气相淀积TiN涂层 Ⅰ.淀积参数对反应速率和涂层质量的影响

在立式冷壁CVD反应器中,用TiCl_4-H_2N_2和TiCl_4-H_2N_2-Ar为反应物源,在YT15硬质合金刀片上淀积TiN涂层。研究了淀积参数对淀积薄膜质量和淀积速率的影响。得到的TiN_x涂层外观光洁,呈金黄色,x为0.8～1.6,淀积速率15～60m~(-6)/h,显微硬度1800～2200HV,淀积反应为扩散过程控制;表观活化能为46.5kJ/mol。实验表明,TiN在冷壁反应器中的淀积速率远大于在热壁反应器中的淀积速率。     

化学气相合成AIN超细粒子过程模型研究

基于化学气相(CVD)合成超细粒子过程的反应、成核、生长和凝并,考虑CVD反应器中的轴向温度分布,建立了CVD反应器中描述超细粒子粒度及分布的一维过程模型。针对AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相合成AlN超细粒子的过程,研究了AlN粒子形成过程特征和操作参数对其粒度及分布的影响。CVD反应器中的轴向温度分布严重影响AlN粒子合成过程中的化学反应速率、成核速率和生长速率;AlN超细粒子的粒度随AlCl_3浓度的减小和总流量的增加而减小,其粒度分布宽度则随总流量的增加而增大。     

预制体几何形状对化学液气相沉积工艺的影响

考察了预制体几何形状在高频辅助化学液气相沉积（CLVD）工艺中的作用。相同高度、不同直径的预制体存在一个最佳直径，形成由内向外的致密化模式，由此获得的碳／碳复合材料表观密度最大，开孔隙率最小。相同直径，不同高度的预制体中，随着预制体高度减小，其致密化模式先由中心向两端，而后由内向外，最后由外向内。h＝70mm的材料表观密度最高，开口孔隙率最小。     

强自然对流流体的有限元解法──用于化学气相淀积反应器

以冷壁化学气相淀积（ＣＶＤ）反应器中淀积ＴｉＮ涂层为对象，建立了适用于强自然对流流体的ＣＶＤ反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应，计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程序，计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了ＴｉＮ的淀积速率，计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积ＴｉＮ系统，也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计算传递过程的重要工具。     

化学气相合成TiO2过程中的冷壁凝结机理

研究了化学气相合成制备ＴｉＯ２粉末反应器管壁结疤问题，提出了冷壁凝结抑制产物粉末产生硬疤的方法和作用机制。采用ＴＥＭ，ＳＥＭ，光学显微镜和ＸＲＤ分析了不同条件下ＴｉＯ２产物粉末，热壁硬疤和冷壁凝结软疤的形态和结构。     

聚氯代对亚苯基二亚甲基的化学气相沉积聚合及表征

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备的聚氯代对亚苯基二亚甲基(PPX-C)膜,除了具有聚对亚苯基二亚甲基(PPX)膜的保形涂覆和物理性能外,还具有更好的粘附能力。研究表明:PPX-C膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能;氯的引入使膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,动态力学阻尼性能增大,热降解起始温度比PPX膜低,主链降解温度与PPX膜相近。此外,氯的引入对膜的亲水性能影响不大,但膜的水汽渗透率却因此明显降低,与PPX膜相比PPX-C膜具有更好的防潮性能。     

流态化CVD制备超细Al2O3—SnO2复合粒子过程模型研究

基于流态化ＣＶＤ制备超细复合粒子过程中的反应、成核、包敷、气流夹带，建立了流态化ＣＶＤ反应器中描述超细粒子的粒度、分布及成核包敷、成膜包敷的一维过程模型。针对ＳｎＣｌ＿４－Ｈ＿２Ｏ－Ｎ＿２体系包敷超细Ａｌ＿２Ｏ＿３粒子的过程，研究了反应器中ＳｎＯ＿２粒子的形成过程及操作参数对其在Ａｌ＿２Ｏ＿３粒子表面的淀积速率及形态的影响。结果表明，反应温度和ＳｎＣｌ＿４浓度升高，包敷速率加快，包敷形态变差；背景气氛粘度增大，包敷形态变优，包敷速率减小；操作气速增大，包敷速率加快，包敷形态变优。     

溶胶-凝胶法合成人造金红石超细颗粒

探讨了文题的方法,研究了反应物与催化剂浓度对凝胶化速度、颗粒大小及分布的影响。结果表明,烷氧基钛在醋酸催化作用下水解和缩聚可制备均匀透明的块状凝胶,经干燥、焙烧得到金红石型的TiO_2超细颗粒。颗粒平均粒度随水含量增加而下降;随水解底物浓度的增加而下降,然后略有上升;随醋酸浓度增加而降低。醋酸根离子浓度不仅作为催化剂,而且作力能形成Ti(OC_4H_9)_x(Ac)_y络合物的配位体而起作用,改善了颗粒粒度的均匀性。凝胶透明度与颗粒的粒度及其分布有关,而与凝胶化时间无关。本法制备的TiO_2颗粒粒度细(20～200nm)、单分散性好且纯度高。     

直流气体放电活化反应蒸发沉积SnO_x超微粒子薄膜

制得的SnO_x薄膜,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析,显示为平均颗粒小于50nm的超微粒子薄膜。其中组成颗粒的晶粒大小平均为5.0～8.0nm。讨论了沉膜过程中基底温度、氧气分压、放电电压、蒸发源温度和反应蒸镀时间对薄膜结构和性质的影响。得到了制备SnO_2相含量较高,且接近无色透明的超微粒子薄膜的最佳工艺条件。     

化学气相淀积反应器内TiCl_4氧化反应动力学

采用原位红外测试技术,在线观测了化学气相淀积反应器内TiCl_4的均相氧化反应。捕获了两种重要活性中间体TiCl_3和TiOCl_2,从而导出该反应的机理模型。并采用尾气红外定量分析方法得到了TiCl_4氧化反应的动力学方程及反应活化能。反应活化能:66.8 kJ/mol,指前因子:2.45×10~2/s。     

流态化化学气相淀积制备Al2O3—SnO2复合粒子的研究

利用流态化化学气相淀积（ＣＶＤ）制备Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｎＯ＿２复合粒子。探讨了ＳｎＯ＿２在Ａｌ＿２Ｏ＿３超细颗粒上的包敷状态，考察了反应温度、反应物进料浓度比、反应时间等对反应结果的影响。结果表明，ＳｎＯ＿２在复合粒子团聚体体相中呈均匀分布，形成Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｎＯ＿２复合粒子，ＳｎＯ＿２均匀淀积在Ａｌ＿２Ｏ＿３超细颗粒原生粒子表面，流态化ＣＶＤ包敷效果优于非流化过程；随反应时间的延长，产物中ＳｎＯ＿２含量线性递增；而当反应温度高于３００℃，反应物Ｈ＿２Ｏ和ＳｎＣｌ＿４配比大于４：１时，ＳｎＯ＿２含量基本保持不变。