纳米摩讲义擦学副本
合集下载
第六章 讲义薄膜的应用(2)
2. 有超强高温稳定性；因为该类材料的化学键结合 强，适合研 制高温发光器件；
3. InN和AlN等还能与GaN等合金化，形成多元半导 体材料； 例如：形成AlGaN、InGaN等，可以 改变合金的比例来调制多元半导体材料的带隙， 从而得到不同的发光波长。其中， AlGaN、GaN、 InGaN 相互间还能形成量子阱和超晶格结构，结 合掺杂工艺，可以制备特种光电子器件。
第六章 薄膜的应用（2）
精品jin
ห้องสมุดไป่ตู้
第六章 薄膜材料及其应用（2）
主要内容
三、纳米薄膜 四、三族元素氮化物薄膜 五、磁性氮化铁薄膜 六、巨磁和庞磁薄膜
三、纳米薄膜
纳米薄膜材料是晶粒尺寸在几纳米到几十纳米量级的多晶 体。它的性质与处于晶态和非晶态的同种材料有很大差异。 它处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。从通常的关于微 观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典 型的宏观系统，是一种典型的介观系统。它有以下特点：
其它的Ⅲ-N族化合物半导体薄膜材料的制备已经成为 当前半导体新材料的研究热点，它是除Si、GaAs以外， 另一类重要的电子材料。至今，制备高质量的大尺寸 GaN薄膜依然非常困难。
微观粒子具有贯穿势垒能力的效应称为隧道效应。近年来， 人们发现一些宏观量，如微粒的磁化强度、量子相干器件中 的磁通量等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观体系的势垒 而产生变化，故称之为宏观的量子隧道效应。它与量子尺寸 效应一起，确定了微电子器件进一步微型化的极限。
纳米材料可分为三种类型：
1. 某些维度减小到纳米尺度和某些尺度以纳米尺度颗粒、细 线、薄膜出现的材料；这类材料的应用如催化剂、人工周 期调制的光子晶体、量子阱、量子点等。
四、三族元素氮化物薄膜
纳米膜技术
纳米膜技术概述纳米膜技术是一种基于纳米级材料制备和应用的技术，具有广泛的应用领域和巨大的潜力。
它通过控制材料的结构和性质，制备出具有特殊功能和优异性能的薄膜，可用于过滤、分离、传感、催化等多个领域。
本文将深入探讨纳米膜技术的原理、制备方法以及应用。
原理纳米膜技术基于纳米级材料的特殊性质，利用其尺寸效应、表面效应和量子效应等特征，实现对物质分子或离子的选择性传输。
纳米膜一般由多层次结构组成，包括支撑层和功能层。
支撑层提供了稳定性和机械强度，而功能层则实现了对物质传输的选择性。
在纳米膜中，通过调控孔隙大小、形状以及表面化学性质等因素，可以实现对不同尺寸、形状或电荷的物质分子或离子的选择性传输。
例如，通过控制孔隙大小，可以实现对特定分子的分离和富集；通过表面修饰，可以增强对特定物质的吸附和催化反应。
制备方法纳米膜技术的制备方法多种多样，常见的包括溶液法、气相沉积法、物理气相沉积法等。
下面将介绍几种常用的制备方法：1.溶液法：将纳米级颗粒悬浮在溶剂中，通过溶剂挥发或沉淀等方式，使颗粒自组装形成膜状结构。
这种方法简单易行，适用于大面积膜的制备。
2.气相沉积法：将气体中的原子或分子在基底表面上沉积形成薄膜。
这种方法可以控制膜的厚度和成分，并且适用于高温、高真空条件下的制备。
3.物理气相沉积法：利用物理过程如热蒸发、电子束蒸发等，在真空环境中将材料直接转移到基底上形成纳米膜。
这种方法可以制备高质量、单晶结构的纳米膜。
4.其他方法：还有一些特殊的制备方法，如电化学沉积、自组装等，可以根据具体需求选择。
应用领域纳米膜技术在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用领域：1.膜分离技术：纳米膜可以实现对液体或气体中特定分子或离子的选择性分离和富集，广泛应用于水处理、气体分离、生物医药等领域。
2.传感器技术：纳米膜可以通过修饰表面化学性质或引入功能材料，在传感器上实现对特定物质的高灵敏度检测。
例如，通过纳米膜修饰的电化学传感器可以实现对重金属离子、有机污染物等的检测。
纳米薄膜
5．耐磨性
对于纳米薄膜的耐磨性，合理地搭配材料可以获得较好的 耐磨性。
• 如在52100轴承钢基体上沉积不同调制波长的铜膜和镍 膜，结果显示调制波长越小，使其磨损明显变大的临界载荷 越大，也就是说铜-镍多层膜的调制波长越小，其磨损抗力 越大。
• 从结构上看，多层膜的晶粒小，原子排列的晶格存在缺陷的 可能性大，晶粒内的晶格点阵畸变和晶格缺陷的增多，使晶 粒内部的位错滑移障碍增加；晶界长度也比传统晶粒的晶界 长，使晶界上的位错滑移障碍增加；此外，多层膜相邻界面 结构也非常复杂，不同材料的位错能的差异，导致界面上的 位错滑移阻力增大。因此使纳米多层膜发生塑性变形的流变 应力增加，并且这种作用随着调制波长的减小而增强。
物理气相沉积（PVD） 制备纳米膜
• 薄膜：由原子，分子或离子沉积在基片表面形成的2维材 料。 • 膜材：单质、化合物或复合物，无机材料或有机材料。可 以是非晶态的、多晶态的或单晶态的。 • 薄膜技术：是一门发展中的边缘学科或交叉学科，其中不 少问题还正在探讨之中。 • 薄膜的性能：有电性能、力学性能、光学性能、磁学性能、 催化性能、超导性能等。 • 薄膜在工业上有着广泛的应用，而且在现代电子工业领域 中占有极其重要的地位，是世界各国在这一领域竞争的主 要内容，也从一个侧面代表了一个国家的科技水平。
物理气相沉积制备纳米膜
气相沉积技术：是利用气相中发生的物理、化学过程，在工件表面形成功能性或装饰性的 金属、非金属或化合物涂层。气相沉积技术按照成膜机理，可分为化学气相沉积、物理气相沉 积和等离子体气相沉积。 气相沉积的基本过程 (1)气相物质的产生 • 一种方法是使沉积物加热蒸发，这种方法称为蒸发镀膜；另一种方法是用具有一定能量的粒 子轰击靶材料，从靶材上击出沉积物原子，称为溅射镀膜。 (2)气相物质的输运 • 气相物质的输运要求在真空中进行，这主要是为了避免气体碰撞妨碍沉积物到达基片。在高真 空度的情况下(真空度≤10-2Pa)，沉积物与残余气体分子很少碰撞，基本上是从源物质直线到达 基片，沉积速率较快；若真空度过低，沉积物原子频繁碰撞会相互凝聚为微粒，使薄膜沉积过 程无法进行，或薄膜质量太差。 (3)气相物质的沉积 • 气相物质在基片上的沉积是一个凝聚过程。根据凝聚条件的不同，可以形成非晶态膜、多晶 膜或单晶膜。若在沉积过程中，沉积物原子之间发生化学反应形成化合物膜，称为反应镀。若 用具有一定能量的离子轰击靶材，以求改变膜层结构与性能的沉积过程称离子镀。
第四章 二维纳米结构――薄膜材料PPT课件
3. 根据沉积层数划分 纳米单层薄膜和纳米多层薄膜。
2020/11/28
3
4-2 纳米薄膜材料的功能特性 一、薄膜的光学特性
1. 蓝移和宽化 纳米颗粒膜，特别是Ⅱ～Ⅵ族半导体CdSxSe1-x，以及
Ⅲ～V族半导体GaAs的颗粒膜，都观察到光吸收带边的 蓝移和带的宽化现象。 原因：由于量子尺寸效应，纳米颗粒膜能隙加宽，导致吸 收带边蓝移。颗粒尺寸有一个分布，能隙宽度有一个分布， 这是引起吸收带和发射带以及透射带宽化的主要原因。
2020/11/28
5Leabharlann 例：半导体InGaAs和InAlAs构成多层膜，通过控制 InGaAs膜的厚度，可以很容易观察到激子吸收峰。
光学非线性效应则是在强光场的作用下，介质的极化 强度中就会出现与外加电磁场的二次，三次乃至更高次方成 比例的项。
对于纳米材料，小尺寸效应、宏观量子尺寸效应，量 子限域和激子是引起光学非线性的主要原因。
PVD主要通过两种技术途径制膜：
(1)在非晶薄膜晶化的过程中控制纳米结构的形成。如采用
共溅射方法制备Si/SiO2薄膜，在700～900℃的N2气氛下快速 退火获得纳米Si颗粒；
(2)在薄膜的成核生长过程中控制纳米结构的形成。其中薄膜
沉积条件的控制显得特别重要，在溅射工艺中，高的溅射气压
、低的溅射功率下易于得到纳米结构的薄膜。
2020/11/28
9
4-3 纳米薄膜材料制备技术
纳米薄膜制备方法分类： 按原理：可分为物理方法和化学方法和分子组装法（又称 物理化学法）三大类 按物质形态：主要有气相法和液相法两种
2020/11/28
10
分子组装法
SA膜技术 LB膜技术
2020/11/28
2020/11/28
3
4-2 纳米薄膜材料的功能特性 一、薄膜的光学特性
1. 蓝移和宽化 纳米颗粒膜，特别是Ⅱ～Ⅵ族半导体CdSxSe1-x，以及
Ⅲ～V族半导体GaAs的颗粒膜，都观察到光吸收带边的 蓝移和带的宽化现象。 原因：由于量子尺寸效应，纳米颗粒膜能隙加宽，导致吸 收带边蓝移。颗粒尺寸有一个分布，能隙宽度有一个分布， 这是引起吸收带和发射带以及透射带宽化的主要原因。
2020/11/28
5Leabharlann 例：半导体InGaAs和InAlAs构成多层膜，通过控制 InGaAs膜的厚度，可以很容易观察到激子吸收峰。
光学非线性效应则是在强光场的作用下，介质的极化 强度中就会出现与外加电磁场的二次，三次乃至更高次方成 比例的项。
对于纳米材料，小尺寸效应、宏观量子尺寸效应，量 子限域和激子是引起光学非线性的主要原因。
PVD主要通过两种技术途径制膜：
(1)在非晶薄膜晶化的过程中控制纳米结构的形成。如采用
共溅射方法制备Si/SiO2薄膜，在700～900℃的N2气氛下快速 退火获得纳米Si颗粒；
(2)在薄膜的成核生长过程中控制纳米结构的形成。其中薄膜
沉积条件的控制显得特别重要，在溅射工艺中，高的溅射气压
、低的溅射功率下易于得到纳米结构的薄膜。
2020/11/28
9
4-3 纳米薄膜材料制备技术
纳米薄膜制备方法分类： 按原理：可分为物理方法和化学方法和分子组装法（又称 物理化学法）三大类 按物质形态：主要有气相法和液相法两种
2020/11/28
10
分子组装法
SA膜技术 LB膜技术
2020/11/28
纳米薄膜的特性及应用PPT学习教案
图3 多晶硅隧道模型的等效电路 由于重掺杂多晶纳米薄膜具有较大 应变系 数和良 好的温 度特性 ，是制 作力学 量传感 器的理 想压阻 材料。
第3页/共10页
3.光电特性
PbSe纳米晶薄膜光电特性[4]
PbSe纳米薄膜的光电导性能采用光脉冲下薄膜的ｉ－t（电阻时 间）曲线表征，如图4所示．可以看出，薄膜在光脉冲信号下具有良 好的光电响应．ＰｂＳｅ纳米晶薄膜在空气中快速退火（３０ｓ） 即可获得光电导效应. 图4（ａ)为空气中薄膜对光脉冲表现慢光电 响应现象,光照取消后，光电流持续１０ｍｉｎ左右才能回到起始电 阻．而在低氧压中退火得到的薄膜（图4（ｂ））则表现出较好的光 电响应,响应时间短，响应度较大（光生电流／暗电流)．
➢ [3]揣荣岩，刘晓为等：不同沉淀温度多晶硅纳米薄膜的压阻特性. 传感技术学报.2006;19（5）
➢ [4]周凤玲等：ＰｂＳｅ纳米晶薄膜制备以及其光电特性研究.无 机材料学报.2009;24（4）
➢ [5]程晓丽等：ZnO纳米薄膜的制备及其气敏性质研究.无机化学 学报.2008;24（1）
➢ [5]张莉娜等：RuO2/TiO2 纳米薄膜的新构建及对CO2 的电催化 还原.化学学报.2010;68（6）
纳米纳米tio2tio2涂覆层促进了涂覆层促进了ruo2ruo2电沉积电沉积析氢电流反映出此体系比表面积为文献值的析氢电流反映出此体系比表面积为文献值的1515但这不足但这不足以解释实际观测到以解释实际观测到4倍大的co2co2还原电流还原电流17211721因此可以推测因此可以推测ruo2tio2ruo2tio2具有内在的高催化活性
型气敏元件在室温下对醇
类气体具有较好的灵敏性
和较快的响应．恢复特性，
图6. ZnO薄膜对CH3OH、C2H5OH、C3H7OH的响 应-特 性曲线
第3页/共10页
3.光电特性
PbSe纳米晶薄膜光电特性[4]
PbSe纳米薄膜的光电导性能采用光脉冲下薄膜的ｉ－t（电阻时 间）曲线表征，如图4所示．可以看出，薄膜在光脉冲信号下具有良 好的光电响应．ＰｂＳｅ纳米晶薄膜在空气中快速退火（３０ｓ） 即可获得光电导效应. 图4（ａ)为空气中薄膜对光脉冲表现慢光电 响应现象,光照取消后，光电流持续１０ｍｉｎ左右才能回到起始电 阻．而在低氧压中退火得到的薄膜（图4（ｂ））则表现出较好的光 电响应,响应时间短，响应度较大（光生电流／暗电流)．
➢ [3]揣荣岩，刘晓为等：不同沉淀温度多晶硅纳米薄膜的压阻特性. 传感技术学报.2006;19（5）
➢ [4]周凤玲等：ＰｂＳｅ纳米晶薄膜制备以及其光电特性研究.无 机材料学报.2009;24（4）
➢ [5]程晓丽等：ZnO纳米薄膜的制备及其气敏性质研究.无机化学 学报.2008;24（1）
➢ [5]张莉娜等：RuO2/TiO2 纳米薄膜的新构建及对CO2 的电催化 还原.化学学报.2010;68（6）
纳米纳米tio2tio2涂覆层促进了涂覆层促进了ruo2ruo2电沉积电沉积析氢电流反映出此体系比表面积为文献值的析氢电流反映出此体系比表面积为文献值的1515但这不足但这不足以解释实际观测到以解释实际观测到4倍大的co2co2还原电流还原电流17211721因此可以推测因此可以推测ruo2tio2ruo2tio2具有内在的高催化活性
型气敏元件在室温下对醇
类气体具有较好的灵敏性
和较快的响应．恢复特性，
图6. ZnO薄膜对CH3OH、C2H5OH、C3H7OH的响 应-特 性曲线
纳米摩擦学
尺度的磨粒将两表面隔开，实际接触面积仅占表观
接触面积很小的比例；
（b）无磨损的极光滑表面组成的摩擦副，两
表面密合而形成分子接触，他们称这类摩擦为界面
摩擦(interfacial frction)。界面摩擦对于电子计算机
硬件、空间装置和纳米科技的发展日益重要，也是
纳米摩擦学研究的主要对象。
13
2.微观摩擦
28
目录
1.纳米摩擦学及其发展历史 2.微观摩擦 3.薄膜润滑
4.总结
5.参考文献 6.结束语
29
4.总结
纳米科学技术的出现无疑是现代科学技术的一个重大 突破, 由此派生出一系列新的学科, 纳米摩擦学便是其中 之一。纳米摩擦学的出现不但为现代超精密机械与微型 机械的设计、制造与运行提供技术基础, 也对宏观摩擦学 理论的深化有很大促进作用, 进而对机械工业水平的提高 将产生重大影响。所以纳米摩擦学的研究既有重要的理 论意义, 也有广泛的应用前景。
➢ 人建立的考虑表面粘着能影响的弹性接触公式
➢ JKR公式计算。对于半径为r的半球体与平面接触，
➢ 接触面积A与载荷P的关系为:
2
A A0
1 2
1
y 2
1
y
1 2
3
(2-3)＝-P／Ps
➢ Ps＝3πrω
➢ 计算表明, 由JKR公式(2—3)计算的接触面积大于Hertz弹性接
18
2.微观摩擦
宏观摩擦系数和微观摩擦系数
下面是Bhushan和Koinkar做的相关实验。实验中采用 球-盘摩擦实验机和摩擦力显微镜FFM, 对材料的宏观 摩擦系数和微观摩擦系数进行了对比实验。结果如下 表所示。
19
2.微观摩擦
纳米膜过滤技术 ppt课件
在文献报道中，关于NF膜的分离机理模型有空间位阻~孔道 模型、溶解扩散模型、空间电荷模型、固定电荷模型、静电 排斥和立体位阻模型、Donnan平衡模型等。
Nanofiltration membranes
7
唐南平衡( Donnan equilibrium)
Nanofiltration membranes
[Na+]1[Cl-]1 =[Na+]2[Cl-]2 。
Nanofiltration membrห้องสมุดไป่ตู้nes
9
因[Na+]1=[Cl-]1 ，[Na+]2=[R-]2+[Cl-]2， 于是 [Na+]1[Cl-]1 =[Cl-]12 ，
[Na+]2[Cl-]2 =([R-]2+[Cl-]2)[Cl-]2=[R-]2[C1-]2+[C1-]22 比较上述关系后可见：
Nanofiltration membranes
15
3、细孔模型
该模型考虑了溶质的空间位阻效应和溶质与孔壁 之间的相互作用。可借助该模型来确定膜的结构 参数，也可适用于NF膜的结构评价。
空间位阻效应
Nanofiltration membranes
5
微滤（MF） 超滤（UF） 纳滤（NF） 反渗透（RO）
细菌、病毒 悬浮颗粒
蛋白质、酶等 大分子有机物 抗生素、合成药、染料 二价及多价盐、二糖等
单价盐（NaCl、KCl等）
水
膜分离特性示意图
Nanofiltration membranes
6
5.2纳滤膜的分离机理
截留率： R=1 ccm p=σ1(-1F-F σ)
Nanofiltration membranes
Nanofiltration membranes
7
唐南平衡( Donnan equilibrium)
Nanofiltration membranes
[Na+]1[Cl-]1 =[Na+]2[Cl-]2 。
Nanofiltration membrห้องสมุดไป่ตู้nes
9
因[Na+]1=[Cl-]1 ，[Na+]2=[R-]2+[Cl-]2， 于是 [Na+]1[Cl-]1 =[Cl-]12 ，
[Na+]2[Cl-]2 =([R-]2+[Cl-]2)[Cl-]2=[R-]2[C1-]2+[C1-]22 比较上述关系后可见：
Nanofiltration membranes
15
3、细孔模型
该模型考虑了溶质的空间位阻效应和溶质与孔壁 之间的相互作用。可借助该模型来确定膜的结构 参数，也可适用于NF膜的结构评价。
空间位阻效应
Nanofiltration membranes
5
微滤（MF） 超滤（UF） 纳滤（NF） 反渗透（RO）
细菌、病毒 悬浮颗粒
蛋白质、酶等 大分子有机物 抗生素、合成药、染料 二价及多价盐、二糖等
单价盐（NaCl、KCl等）
水
膜分离特性示意图
Nanofiltration membranes
6
5.2纳滤膜的分离机理
截留率： R=1 ccm p=σ1(-1F-F σ)
Nanofiltration membranes
纳米技术资料PPT演示文稿
例如：纳米Cu膜的制备 将硝酸铜Cu（NO3）2·3H2O和正硅酸乙脂与
乙醇混合形成溶胶，用玻璃（SiO2）衬板浸入溶 胶后进行提拉（提拉速度<10-1mm/s），再在 100℃温度下干燥成膜，经过450～650℃氢气中 还原处理100分钟左右，就可以获得纳米Cu膜。
纳米科技
3
溶胶-凝胶法
优缺点：
如果把两亲媒性平衡的物质溶于苯、二氯甲烷 等挥发性溶剂中，并把该溶液分布于水面上，待 溶剂挥发后，就留下了垂直站立在水面上的定向 单分子膜，这种在水面上的单分子，上端呈亲油 性（疏水性），下端呈亲水性。
返回
纳米科技
5
磁控溅射法
磁控溅射是溅射镀膜中的一种，所谓溅射是 指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子 （或分子）从表面射出，射出的粒子大多呈原子 态，称为溅射原子。用于轰击靶的荷能粒子可以 是电子、离子或中性粒子，因为离子可以在电场 下易于加速并获得所需动能，因此大多采用离子 作轰击粒子，该粒子又称入射离子。所以溅射镀 膜又称离子溅射镀膜。
纳米科技
15
LB膜的特点
❖ 超薄且厚度可准确控制，因此这种纳米薄膜 可满足现代电子学器件（纳电子器件）和光学 器件的尺寸要求。 ❖ 膜中分子排列高度有序且各向异性，使之 可根据需要设计，便于实现分子水平上的组装。
❖ 制膜条件温和，操作简便。
纳米科技
16
LB膜的制备
能形成LB膜的材料，大都是表面活性分子，即 两亲分子。若两亲分子材料两者平衡，即称为 “两亲媒性平衡”，该材料就会吸附于水-气界面。
纳米科技
6
磁控溅射法
为了克服成
膜速度低的缺点，
人们设计了磁控
溅射镀膜，在溅
射靶与基片之间
乙醇混合形成溶胶，用玻璃（SiO2）衬板浸入溶 胶后进行提拉（提拉速度<10-1mm/s），再在 100℃温度下干燥成膜，经过450～650℃氢气中 还原处理100分钟左右，就可以获得纳米Cu膜。
纳米科技
3
溶胶-凝胶法
优缺点：
如果把两亲媒性平衡的物质溶于苯、二氯甲烷 等挥发性溶剂中，并把该溶液分布于水面上，待 溶剂挥发后，就留下了垂直站立在水面上的定向 单分子膜，这种在水面上的单分子，上端呈亲油 性（疏水性），下端呈亲水性。
返回
纳米科技
5
磁控溅射法
磁控溅射是溅射镀膜中的一种，所谓溅射是 指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子 （或分子）从表面射出，射出的粒子大多呈原子 态，称为溅射原子。用于轰击靶的荷能粒子可以 是电子、离子或中性粒子，因为离子可以在电场 下易于加速并获得所需动能，因此大多采用离子 作轰击粒子，该粒子又称入射离子。所以溅射镀 膜又称离子溅射镀膜。
纳米科技
15
LB膜的特点
❖ 超薄且厚度可准确控制，因此这种纳米薄膜 可满足现代电子学器件（纳电子器件）和光学 器件的尺寸要求。 ❖ 膜中分子排列高度有序且各向异性，使之 可根据需要设计，便于实现分子水平上的组装。
❖ 制膜条件温和，操作简便。
纳米科技
16
LB膜的制备
能形成LB膜的材料，大都是表面活性分子，即 两亲分子。若两亲分子材料两者平衡，即称为 “两亲媒性平衡”，该材料就会吸附于水-气界面。
纳米科技
6
磁控溅射法
为了克服成
膜速度低的缺点，
人们设计了磁控
溅射镀膜，在溅
射靶与基片之间
汽车美容与装饰新工艺纳米镀膜课件
四、操作步骤（体现重难点）：
五、分组实训：
优
组长 (实操员)
优
实操员
中
监督员
弱
记录员
1.强化养成教育 2.营造小组氛围 3.为下面的学习做好了铺垫
一、教学过程及实训把控：
中
监督员
学生为主体,教师指导为辅
优
组长 (实操员)
岗
换
教学 均衡
位
轮
优
实操员
弱
记录员
二、作业及要求：
1、镀膜的标准流程是什么？ 2、镀膜的注意事项有哪些？
汽车纳米镀膜
技能·让生活更美好
目录
CONTENT
01
02
Байду номын сангаас
03
04
对于汽车车漆该如何保养？
P一AP、RAT定R镀义T膜：的技术是在汽车漆表面形成一层多种强大保护晶体和紫外线过滤层，
02可提高漆面镜面亮度和硬度防止划痕，防紫外线、酸雨、盐、沥青、飞漆、昆虫 斑、黄砂、鸟粪等有害物质对车表的浸害，犹如给车漆穿上了一件高科技“防护 外衣”，完全隔绝了灰尘、油污、霉菌、水分子等微粒对车漆本身的侵蚀，并具 有抗紫外线抗氧化、抗磨擦、不褪色、增加漆面硬度的作用，使漆面长期保持其 原有光亮艳丽的色泽。
二、镀膜的作用：
1.驱水性：表面具有超强的防水性，防止形成水垢 2.耐高温：很好的将阳光以及辐射反射出去的作用 3.防刮痕：可以提高车身的强度 4.耐腐蚀：抵抗酸雨、飞虫对车漆的腐蚀 5.防氧化：可以对漆面老化和氧化起到控制作用。它可以将车漆和空 气完全隔绝起来，从而起到防氧化、防掉色、防脱漆的作用。
谢谢
THANK YOU
三、设备及工具：
1、镀膜原液：有特殊气味，多为液体，配合镀膜海绵给漆面镀膜。
纳米膜的制备方法PPT资料(正式版)
化学气相沉积法按照激发源的不同又可分为高温气相裂解法、激光辅助化学气相沉积法、等离子体辅助化学气相沉积法等。 要制备粒径均匀，结构相同的纳米颗粒，相当于让烧杯中天文数字的原子同时形成大小一样的晶核，并且同时长大到相同的尺寸。
膜单晶体。
生长有石墨 烯的铜箔边 缘，宛如萦 绕着神秘气 息的连绵雪 山。
• 硅柱与硅线
结合，宛如 石林，突兀 参差，千姿 百态。
3.真空蒸发法
因此为了得到尺寸可控，无团聚的纳米颗粒，必须找到有效的“窍门”，来干预化学反应的过程。 要制备粒径均匀，结构相同的纳米颗粒，相当于让烧杯中天文数字的原子同时形成大小一样的晶核，并且同时长大到相同的尺寸。 采用真空沉积镀膜技术，在玻璃表面形成纳米级微孔结构的二氧化钛光催化薄膜，在阳光的作用下，产生电子空穴对，以其特有的强
真空蒸发法沉积纳米薄膜的原理： 氧化能力，将玻璃表面的几乎所有的有机物完全氧化并降解为相应的无害无机物，在雨水冲刷下便可自洁，从而对环境不会产生二次
污染，同时使玻璃表面具有超亲水性，从而使玻璃表面具有自洁、防雾和不易被再被污染的功能。 在真空环境下，给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸气压，在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，实现真空蒸发薄 膜沉积。
4.化学气相沉积法
• 化学气相沉积（CVD，chemical
vapor deposition）是利用气态的先 驱反应物，通过原子、分子间发生热 分解、还原或其他化学反应的途径生 成固态薄膜的技术。
• 化学气相沉积法按照激发源的不同
又可分为高温气相裂解法、激光辅
助化学气相沉积法、等离子体辅助 化学气相沉积法等。
• 在真空环境下，给待蒸发物提供足 由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善，能够得到极高质量的薄膜单晶体。
膜单晶体。
生长有石墨 烯的铜箔边 缘，宛如萦 绕着神秘气 息的连绵雪 山。
• 硅柱与硅线
结合，宛如 石林，突兀 参差，千姿 百态。
3.真空蒸发法
因此为了得到尺寸可控，无团聚的纳米颗粒，必须找到有效的“窍门”，来干预化学反应的过程。 要制备粒径均匀，结构相同的纳米颗粒，相当于让烧杯中天文数字的原子同时形成大小一样的晶核，并且同时长大到相同的尺寸。 采用真空沉积镀膜技术，在玻璃表面形成纳米级微孔结构的二氧化钛光催化薄膜，在阳光的作用下，产生电子空穴对，以其特有的强
真空蒸发法沉积纳米薄膜的原理： 氧化能力，将玻璃表面的几乎所有的有机物完全氧化并降解为相应的无害无机物，在雨水冲刷下便可自洁，从而对环境不会产生二次
污染，同时使玻璃表面具有超亲水性，从而使玻璃表面具有自洁、防雾和不易被再被污染的功能。 在真空环境下，给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸气压，在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，实现真空蒸发薄 膜沉积。
4.化学气相沉积法
• 化学气相沉积（CVD，chemical
vapor deposition）是利用气态的先 驱反应物，通过原子、分子间发生热 分解、还原或其他化学反应的途径生 成固态薄膜的技术。
• 化学气相沉积法按照激发源的不同
又可分为高温气相裂解法、激光辅
助化学气相沉积法、等离子体辅助 化学气相沉积法等。
• 在真空环境下，给待蒸发物提供足 由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善，能够得到极高质量的薄膜单晶体。
第6章-纳米薄膜
石墨烯在聚合 物中的相变。 a) 加热前； b) 加热后
Nano Letters, 2009, 9(5): 2129-2132
纳米材料基础与应用
23
石墨烯的种类
单层石
墨烯 双层
Single-layer Graphene(SG)
石墨烯
Bi-layer Graphene(BG) 层间以范德华力 （Van Der Waals）结合 Few-layer Graphene(FG) （层数<10）
纳米材料基础与应用
9
激子：绝缘体或半导体中，由束缚的电子-空穴对组 成的新系统称为激子。激子作为整体是电中性的。激 子代表整个晶体的一个激发态，在禁带中有相应的能 级，产生一个激子所需要的能量低于禁带宽度。激子 可以通过两种途径消失，一种是通过吸收能量，分离 成自由电子和空穴；另一种是激子中电子与空穴复合， 同时放出能量。
纳米材料基础与应用
28
纳米薄膜的气相制备方法
纳米薄膜的制备按制备工艺过程及物质状态可分为两类：气相积成固相薄膜
纳米材料基础与应用
29
纳米薄膜的气相制备方法
薄膜形成过程四个主要阶段示意图
30
纳米材料基础与应用
纳米薄膜的气相制备方法
物理气相沉积法（PVD）
通过高温加热金属或化合物蒸发成气相，或者通过电子、离子、光子等荷 能粒子的能量把金属或化合物溅射出相应的原子、离子、分子（气态）， 且在固体表面上不涉及到物质的化学反应（分解或化合）而沉积成固相膜 的过程称为物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）
纳米材料基础与应用
8
2.光的线性与非线性 a. 光学线性效应是指介质在光波场（红外、可见、紫外以 及X射线）作用下，当光强较弱时，介质的电极化强度与 光波电场的一次方成正比的现象。如光的反射、折射等都 属于线性光学范畴。
纳米摩擦学简介
纳米摩擦学一、综述摩擦、磨损与润滑是材料表面和界面上的微观动态行为。
它涉及到金属、离子固体、半导体、陶瓷和有机材料等组成的非均匀系统的结构变化、能量转化、热力学等物理化学过程、以及在非平衡条件下的非线性流动、变形等力学行为。
仅从宏观的、连续介质的角度进行研究，难以深入地了解摩擦学现象和揭示其机理。
纳米摩擦学或称微观摩擦学是在纳米尺度上研究摩擦界面上的行为、变化、损伤及控制。
摩擦学就其性质而言属于表面科学范畴，摩擦过程中材料表面所表现的宏观特性与其微观结构密切相关。
纳米摩擦学研究提供了一种新的思维方式，即从分子、原子尺度上揭示摩擦磨损和润滑机理，建立材料微观结构与宏观特性的构性关系。
因此更加符合摩擦学的研究规律，标志着摩擦学学科发展进入一个新的阶段。
Dowson在总结20年来摩擦学的重大发展后指出人们已认识到亚微米厚度的润滑膜和表面涂层的重要作用。
现代摩擦学研究正向表面与界面科学和技术的方向发展。
纳米摩擦学（Nano Tribology）又称之为分子摩擦学（Molecular Tribology），迅速成为机械学科的前沿领域。
随着纳米科技的发展而新兴的纳米摩擦学是在原子分子尺度上研究摩擦界面上的行为、变化、损伤及其控制，成为超精密机械和微型机械研究的重要技术基础之一。
对纳米摩擦学的研究主要集中在纳米润滑与纳米摩擦两方面。
纳米摩擦学旨在原子、分子和纳米尺度下研究摩擦界面之间的摩擦、磨损与粘着行为及机理，设计和制备纳米尺度上的润滑剂和分级薄膜润滑膜，利用LB 膜技术、AFM或FFM等现代表面分析技术揭示边界润滑剂的作用机理，并用计算机进行分子动力学模拟，即建立一个包含大量粒子的离散系统，建立数学和物理模型来模拟摩擦界面。
二、实验仪器为了测量原子尺度的表面形貌和表面微观动态力学行为，纳米摩擦学的实验常采用表面力仪（Surface force apparatus）和扫描探针技术。
具体有扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）和摩擦力显微镜（FFM）。