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高阻隔非晶炭氢膜制备及性能研究

作　者: 陈光良
导　师: 葛袁静；张广秋
学　校: 北京印刷学院
专　业: 材料物理与化学
关键词: 非晶碳氢膜 PECVD 抗拉强度表面张力阻隔性
分类号: TB43
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 100次
引　用: 3次
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内容摘要

本课题采用射频等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),以甲烷气体为碳源,氩气为稀释气体,在聚酯(PET)上沉积非晶碳氢膜。利用X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱、拉伸仪、表面张力仪、透湿性测试仪及轮廓仪对碳氢膜的表面结构及价键结合进行了详细的研究。高阻隔性能是依照GB—1308,在实验室自行设计装置上进行测试,并用TSY-T1标准透湿仪对原始PET做阻隔性能测试,以此校对其它测试结果。研究结果表明:用射频等离子体增强化学气相沉积法,可以在PET上沉积厚度为纳米至微米级的非晶碳氢膜。极板负偏压越高,沉积速度越快。在其它工艺参数相同的条件下,沉积速度随着反应压强的升高先快后慢。从碳氢膜的SEM、AFM、X射线衍射谱图可看出,在PET上沉积的是纳米非晶碳氢膜,膜层致密光滑没有针孔,小锥状碳氢颗粒呈一定规律密排堆积,有利于阻隔性能的提高。通过对FTIR谱图分析发现,碳氢膜主要由sp2和sp3杂化的碳氢化合物呈层状堆积而成,其组分与沉积参数密切相关。制备碳氢膜的工艺参数对PET抗拉强度有一定影响,沉积时间越长,功率越高,PET抗拉性能越差,而对碳氢膜的表面张力影响较小。随着碳氢膜厚度和膜中sp3杂化碳氢化合物含量的增加,镀碳氢膜PET的阻隔性能提高。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-4
目录  4-5
文献综述  5-18
  1.1 高阻隔包装材料的发展历史及现状  5-9
  1.2 高阻隔薄膜包装材料的生产  9-13
  1.3 高阻隔包装材料发展趋向  13-15
  1.4 等离子体的基本概念  15-17
  1.5 结论与展望  17
  1.6 本课题的提出  17-18
第二章非晶碳氢膜的制备  18-35
  2.1 DLC的制备方法  18-20
  2.2 RF-PECVD制备类金刚石碳膜的沉积机理  20-24
  2.3 影响类金刚石薄膜生长的主要因素  24-25
  2.4 本课题实验装置及步骤  25-26
  2.5 测试仪器及方法  26-29
  2.6 非晶碳氢膜的制备工艺  29-35
第三章非晶碳氢膜的性能研究  35-50
  3.1 碳氢膜的表面形貌及内部结构  35-42
  3.2 镀膜参数对PET抗拉强度的影响  42
  3.3 镀膜参数对PET抗拉强度的影响  42-45
  3.4 镀膜参数对碳氢膜表面张力的影响  45-47
  3.5 镀碳氢膜PET对水蒸汽的阻隔性能  47-50
结论  50-51
硕士期间发表论文  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-54

高阻隔非晶炭氢膜制备及性能研究

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