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金刚石膜电极在离子水洗衣机中的应用研究

作　者: 温高杰
导　师: 常明
学　校: 天津理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 硼掺杂金刚石薄膜电解电极离子水发生器离子水洗衣机
分类号: O484.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 35次
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内容摘要

近年来,研究者对金刚石薄膜器件基础方面的研究已付出了巨大的努力。随着掺杂工艺持续改善,金刚石薄膜在电化学方面的应用取得了较大的进展。硼掺杂金刚石薄膜电极是一种极佳的电极材料,它具有良好的导电性和稳定性,它表面的共价结构、很宽的带隙和掺杂等,使它作为电极材料的优势大大胜于传统的钛基电极及其他形式的电极。这些使得硼掺杂金刚石膜电极有极广阔的应用前景。本论文首先探讨了离子水洗衣机产生的趋势和发展现状,离子水洗衣机是靠离子水发生器的电解电极产生的碱性离子水进行衣物的洗涤,所以电解电极的选择变得尤为重要。现有的离子水洗衣机大多采用金属氧化物涂层阳极(DSA)作为其离子水发生器的电解阳极,钛基电极为最常用的DSA电极。本论文主要研究硼掺杂金刚石薄膜电极作为离子水发生器的电解阳极,并借助于普通的波轮洗衣机来完成实验。在完成论文实验的具体实施中,本文研究评估了采用热丝化学气相沉积法制作的掺硼金刚石薄膜电极的表面形态和薄膜质量。然后分别用BDD电极和钛基电极做离子水发生器的电解阳极来对比其性能。首先对比相同电解电压不同流速和相同流速不同电解电压下电解出碱性水的PH值高低,以此来判断其电解效率的高低。其次用相同的污染布,相同的洗涤时间来做洗涤实验。实验表明不论是从电解效率还是从洗涤效果上,BDD电极比钛基电极都有很大的优势,同时跟洗涤剂相比也有很大的优势。此外,BDD电解电极还可以做到不用离子隔膜产生碱性离子水,而是直接电解水洗涤衣物,效果同样理想,并且与钛基电极在杀菌效果的对比上也表现很出色。因此,金刚石薄膜电极作为离子水洗衣机电解电极具有高效性、方便性、实用及健康性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-18
  1.1 BDD 电极用于无洗涤剂洗衣机的研究意义  9
  1.2 无洗涤剂洗衣机的研究现状  9-11
    1.2.1 超声波洗衣机  10
    1.2.2 离子水洗衣机  10-11
  1.3 金刚石介绍  11-17
    1.3.1 金刚石的结构  11
    1.3.2 金刚石的性质  11-13
    1.3.3 硼掺杂金刚石薄膜电极的性质  13-17
  1.4 主要研究内容与创新点  17-18
第二章掺硼金刚石薄膜电极的制备及表征  18-29
  2.1 金刚石薄膜沉积原理  18-19
  2.2 金刚石薄膜电极的主要制备方法  19-20
    2.2.1 微波等离子体（MPCVD）  19
    2.2.2 直流等离子体喷射法  19
    2.2.3 热丝化学气相沉积法  19-20
  2.3 热丝化学气相沉积（HFCVD）  20-26
    2.3.1 HFCVD 实验装置介绍  20-22
    2.3.2 制作钽基金刚石薄膜电极的准备  22-23
    2.3.3 金刚石薄膜的硼掺杂  23
    2.3.4 HFCVD 沉积过程  23-26
  2.4 金刚石薄膜的表征  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 BDD 电极与DSA 电极性能的对比  29-39
  3.1 离子水发生器  29-31
    3.1.1 离子水发生器的原理  29-30
    3.1.2 离子水发生器的构造  30-31
  3.2 碱性水的洗涤原理  31-32
  3.3 电解效率和洗涤效果的比较  32-39
    3.3.1 电解效率的对比  32-35
    3.3.2 两种电极洗涤效果的对比  35-39
第四章 BDD 电极无离子隔膜洗涤及杀菌效果的探讨  39-44
  4.1 不用离子隔膜进行洗涤的原理  39-40
  4.2 洗涤实验及效果的对比  40-41
  4.3.B DD 电极杀菌机理的研究  41-44
    4.3.1 电解杀菌的必要性分析  41-42
    4.3.2 BDD 电极杀菌原理理分析  42
    4.3.3 杀菌效果的对比  42-44
第五章结论  44-45
参考文献  45-49
发表论文和科研情况说明  49-50
致谢  50-51

金刚石膜电极在离子水洗衣机中的应用研究

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