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大面积石墨烯薄膜转移技术研究进展

陈牧 , 颜悦 , 张晓锋 , 刘伟明 , 周辰 , 郭志强 , 望咏林 , 厉蕾 , 张官理

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.2.001

化学气相沉积法合成的石墨烯薄膜在实现石墨烯产业化应用过程中,依赖于大面积薄膜转移技术的突破性进展.本文按照中介物过渡转移法、直接干法和湿法转移法、大规模卷对卷转移法分类介绍了现有的30多种石墨烯薄膜转移方法,从微观机理到宏观实现方法对比了三类方法的优缺点和适用范围:中介物过渡转移法主要用于实验室阶段科学探索,转移后的薄膜质量高但尺寸小;直接干法和湿法转移法减少了中介物过渡流程,但仍处于小试阶段;大规模卷对卷转移法借鉴了半导体薄膜工业成熟的卷对卷技术,实现了米级尺寸薄膜的高效和可重复性转移,是目前批量化转移石墨烯薄膜的最有效途径.

关键词: 石墨烯薄膜 , 转移技术 , 目标基片 , 中介物过渡转移 , 卷对卷转移

全固态薄膜锂电池研究进展和产业化展望

陈牧 , 颜悦 , 刘伟明 , 周辰 , 郭志强 , 张晓锋 , 望咏林 , 厉蕾 , 张官理

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.001

全固态薄膜锂电池利用固态电解质替代传统电解液,采用多层薄膜堆垛的平面结构,属于新一代的锂离子电池,在军民两用的可穿戴设备、便携式移动电源、汽车和航空动力电池等领域应用前景广阔.该类电池因高安全性、长循环寿命、高比容量和高能量密度等优势性能受到业界广泛关注.本文概述薄膜锂电池的分类和充放电原理,总结正负极、电解质薄膜材料的发展历程和薄膜制备手段的改进,对比各类电池材料的电化学性能,引入该方向最新的研究进展:三维薄膜锂电池,可变形的柔性电池,高电压、大容量电池组.汇总国外商用电池产品、关键优势技术、电池制备设备,提出薄膜锂电池亟待解决的科学问题和国内潜在的产业化方向.

关键词: 薄膜锂电池 , 磁控溅射 , 正极薄膜 , 安全性 , LiPON

聚碳酸酯透明材料表面耐磨涂层的纳米力学性能和耐磨性研究

张旋 , 钟艳莉 , 颜悦 , 厉蕾

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.015

利用纳米压痕和划痕技术对不同纳米硅溶胶含量的两种有机硅耐磨涂层的表面与体相的纳米力学性能和耐磨性分别进行了对比实验研究.结果表明:纳米硅溶胶会增加涂层Si-O-Si网络结构的刚性,提高涂层的力学性能和耐磨性,并且涂层近表面区的硬度、模量以及耐磨性明显优于体相的性质.

关键词: 聚碳酸酯 , 透明耐磨涂层 , 纳米压痕 , 纳米划痕

化学强化铝硅酸盐玻璃研究进展

姜良宝 , 厉蕾 , 张官理 , 颜悦

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.10.019

本文介绍了化学强化的基本原理,从化学强化温度、化学强化时间、熔盐配方和浓度、加热疲劳及表面划伤五个方面介绍了化学强化铝硅酸盐玻璃强度的影响因素.对铝硅酸盐玻璃化学强化相关的共性关键科学问题进行了详细分析.对化学强化铝硅酸盐玻璃在飞机风挡中的应用进展及存在的问题进行了综述,并展望了化学强化铝硅酸盐玻璃的发展趋势.

关键词: 铝硅酸盐玻璃 , 化学强化 , 飞机风挡

透明导电氧化物薄膜材料研究进展

刘宏燕 , 颜悦 , 望咏林 , 伍建华 , 张官理 , 厉蕾

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.4.010

透明导电氧化物薄膜被广泛应用于太阳能电池、平板显示器以及透明视窗等制备中,成为不可或缺的一类薄膜.综述透明导电氧化物薄膜的发展现状和发展趋势,阐述透明导电氧化物薄膜的导电机理和载流子散射机制,系统概括出材料体系选择原则.化学计量比的氧化物是不导电的,通过在薄膜中引入缺陷,包括氧空位、间隙原子或者外来杂质等,在禁带中形成缺陷能级,从而改变氧化物薄膜的导电性能,形成透明导电氧化物.根据掺杂离子的不同,即受主掺杂离子和施主掺杂离子,透明导电氧化物包括N型和P型半导体两种.在这种由于缺陷的引入而导电的透明氧化物薄膜中,载流子散射主要包括晶界散射、声子散射、杂质离子散射和孪晶界散射四种,其中晶界散射和杂质离子散射占主导.进一步地,重点介绍In2O3、SnO2和ZnO基掺杂透明导电氧化物薄膜的基本性能及应用.In2O3基透明导电氧化物由于其在制备低电阻率薄膜和半导体加工方面的优势,成为制作透明电极的主要材料,而SnO2和ZnO基透明导电氧化物由于成本低廉,在未来替代In2O3基透明导电氧化物在透明电极制备方面具有巨大的潜力.此外,结合多功能电子器件的发展,提出延展性能好的氧化物/金属/氧化物三明治结构的透明导电氧化物薄膜是将来的发展方向和研究重点.

关键词: 氧化铟 , 氧化锡 , 氧化锌 , 透明导电氧化物

磁控溅射沉积工艺条件对薄膜厚度均匀性的影响

温培刚 , 颜悦 , 张官理 , 望咏林

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.03.014

薄膜厚度均匀性是衡量薄膜质量和镀膜装置性能的一项重要指标.在自行设计的磁控溅射沉积设备上,对薄膜沉积工艺中靶基间距、溅射功率、工作气压对膜厚均匀性的影响进行了研究,由连续光谱椭圆偏光仪SE800测量薄膜厚度.结果表明:靶基间距较大的情况下,薄膜均匀性明显改善;溅射功率和工作气压对薄膜均匀性也有较大的影响.

关键词: 磁控溅射 , 膜厚均匀性 , 膜厚测量

透明导电氧化物薄膜研究进展

望咏林 , 颜悦 , 沈玫 , 贺会权 , 张官理

材料导报

综述了透明导电氧化物(TCO)薄膜的应用和发展,重点阐述了TCO薄膜的透明导电机理以及制备工艺的最新研究进展,同时对其研究和应用前景进行了展望.

关键词: 氧化物薄膜 , 透明导电机理 , 制备工艺 , ITO , AZO

银基透明导电多层膜界面研究进展

张晓锋 , 颜悦

功能材料

由于具有较低的电阻率和成本、较好的机械加工性能、设计上的灵活性,可室温沉积等优点,银基透明导电多层膜已广泛应用于低辐射膜、强电磁屏蔽、低功耗光电子器件特别是柔性电子器件等领域.但由于材料自身的性质与制备条件的差异性,实际制备的金属/电介质(或半导体)透明导电多层膜界面处往往存在表面等离子体共振、界面导电电子散射、膜层脱层开裂等问题,这些均与多层膜界面特性密切相关.本文针对这类问题,评述了近年来银基透明导电多层膜界面研究的进展,并对今后发展给予分析和展望.

关键词: 银基透明导电薄膜 , 多层膜 , 界面研究 , 表面等离子体共振(SPR)

聚碳酸酯透明板材的高温力学行为实验研究

颜悦 , 王晓丽 , 张官理 , 胡平 , 刘海鹏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.08.002

在温度为175～200℃、应变率为0.001～0.1s-1的范围内通过Meissner新型拉伸流变仪对聚碳酸酯进行了恒应变率下的高温单轴拉伸实验.结果表明:聚碳酸酯的高温力学行为具有明显的温度效应和应变率效应,其真应力-真应变曲线存在明显的非线性.

关键词: 聚碳酸酯 , 高温拉伸实验 , Meissner新型拉伸流变仪

聚碳酸酯熔体挤压流变研究

王韬 , 曹伟 , 颜悦 , 厉蕾

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.05.015

鉴于现有流变仪不能直接表征挤压过程的应力-应变关系,本工作设计了恒定接触面积模式平板挤压流动装置,通过测量上平板压力及移动位移来表征熔体的流变特征,再通过理论建模和数值计算分别研究了幂律模型、PTT模型和XPP模型表征挤压过程的准确性.结果表明:聚碳酸酯熔体挤压应力随应变的增加而增大,当熔体温度降低、挤压速率升高时,挤压应力随应变表现出三段分布,而初始挤压间距不影响应力应变分布模式,仅仅影响挤压应力的大小；黏弹本构模型可以预测出挤压应力的变化趋势,其中XPP模型的预测值更接近实验结果.

关键词: 挤压流动 , 流变 , 本构模型 , 应力

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