一、微等离子体氧化工艺专用直流电源（论文文献综述）
董克亮[1]（2020）在《大气压微米间距气体放电实验及击穿机理研究》文中研究表明微米间距气体放电是放电空间距离在微米量级下的一种放电形式。随着微电子技术以及微机电系统的快速发展,其集成电路与电子工艺产品对空间距离的要求越来越高,在施加较低电压时就会产生很高的场强,很容易对这些器件造成击穿损坏。目前,对微米间距气体放电的研究还不深入,尤其是在大气压空气环境下进行微米间距放电实验的研究工作相对较少,对其放电机理尚未形成比较完整的理论,因此对大气压空气环境下微米间距气体放电的放电规律及放电特性机理的研究意义重大。本文主要对大气压空气环境下微米间距气体放电进行实验研究,并结合数值计算对其放电特性机理进行分析。在1-100μm电极间距范围内,进行了气体放电实验,采用直流和高频交流电源,对不同材质和不同结构电极进行了大量实验。通过实验得出击穿电压和击穿场强的变化规律,并结合场发射Fowler-Nordheim理论以及离子增强效应,探究分析了其放电过程和放电特性机理。首先,设计了微米间距气体放电实验电气原理图,在大气压空气环境下搭建了微米间距气体放电实验平台,采用高精度距离控制仪对电极间距在1-100μm进行精确控制。在高频交流电源作用下,对板-板结构和针-板结构电极进行了电极间距在1-100μm的放电实验;在直流电源作用下,对铝、不锈钢、黄铜和紫铜四种材质电极进行了同样间距的放电实验。实验发现,在1-5μm间距下击穿电压偏离巴申曲线,且最低击穿电压在265V左右,低于巴申曲线最低值330V。其次,结合微米间距放电实验结果,运用场发射F-N理论通过对预击穿电压-电流值进行计算,得出不同间距下场发射F-N曲线及场发射电流密度随外加电压的变化规律,经研究分析得出间距在1-5μm时,放电过程是由场致电子发射主导。最后,采用数值计算的方法,推导了阴极离子数密度近似解析式,利用MATLAB对阴极离子数密度进行近似计算,得出在1-5μm时阴极附近存在较高的离子数密度;又进一步探究了阴极附近聚集的大量正离子而产生的附加电场,经计算发现附加场具有较高的电场强度,与外加电场叠加增强了场致电子发射,从而形成离子增强效应。根据离子增强效应有效二次发射系数与汤森德二次系数的比值随电极间距的变化规律,进一步探究了击穿电压偏离Paschen曲线的过渡阶段,并确定此过渡阶段下存在的放电形式。
李新义[2]（2020）在《微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究》文中认为本文针对微弧氧化过程中局部放电机制不清、温度分布存在争议、第二相粒子作用规律复杂等与微弧氧化膜层性能密切相关的研究难点,设计搭建了原位连续观测系统,通过膜层的组织结构分析与耐蚀、耐磨性能评价,系统研究了铝合金在Na2SiO3-Na5P3O10-CH3COONa电解液体系中的微弧氧化行为与机理。采用添加第二相颗粒的方法制备了微弧氧化/强化颗粒复合膜,利用组织结构观察和膜层分析等手段研究了微弧氧化/强化颗粒复合膜的成膜机理,对比分析了微弧氧化/（ZrO2和h-BN）复合膜的耐磨和耐蚀行为。结合理论分析,探讨了微弧氧化过程中放电特征、微弧氧化复合膜层生长规律与机制,明确了高性能复合膜层制备的关键技术参数,主要研究结果如下:（1）原位连续观测了微弧氧化过程中局部微弧放电行为,放电产生的高温使基体金属及其氧化物熔融甚至气化,熔池中心为放电通道,随微弧氧化过程进行,电解液中水蒸气沿熔池通道逸出,熔融物体积增加。当熔融范围达到膜层厚度时,氧化膜发生击穿,在电解液冷却作用下熔融物迅速凝固,由于电荷导通火花放电停止,熔池停止增大,其尺寸和与膜层厚度一致。受生长机制影响微弧氧化膜非层状结构,无疏松层与致密层界面,不断生成的新熔池覆盖旧熔池使得膜层不断增厚。（2）在电解液中添加第二相颗粒后,部分第二相颗粒在反应过程中被微弧形成的熔池“捕获”后,进入微弧氧化膜表面熔池中,使得微弧氧化膜表面熔池数量明显减少。部分第二相颗粒以吸附、啮合的形式团聚在微弧氧化膜表面,形成微凸体。另有部分第二相颗粒在微弧氧化过程中高温放电融合进入微弧氧化膜内部。（3）微弧氧化复合膜表面的第二相颗粒是通过电泳、吸附、扩散作用在复合膜层表面形成富集,而微弧氧化膜熔池底部的第二相颗粒则由于在击穿放电发生时,熔池底部的熔融物沿放电通道向外喷出后,在通道内部形成负压,导致溶液中的第二相颗粒随溶液进入熔池通道内部并在底部沉积,形成微弧氧化复合膜。（4）加入不同第二相颗粒后,铝合金微弧氧化/h-BN复合膜的摩擦系数可降至约0.1,其耐磨性优于铝合金微弧氧化/ZrO2复合膜。这是由于h-BN颗粒具有类石墨的层状结构,在摩擦过程中层状h-BN间的分子作用力可以替代摩擦副之间的部分作用力。根据电化学测试,微弧氧化/ZrO2复合膜的自腐蚀电流密度为6.633×l0-7A·cm-2,比单一微弧氧化膜这一数值下降了 92.4%。添加ZrO2制备的微弧氧化复合膜耐蚀性能优于微弧氧化/h-BN复合膜。（5）作为工艺对比的Ti-6Al-4V钛合金基体,其微弧氧化复合膜中第二相颗粒在熔池温度场作用下发生相变,高温相在熔池快速冷却的冻结效应中保留呈多相并存状态。低温相是在熔池温度场作用时间较长区域由高温相的二次相变产生。微弧氧化熔池活跃时期的最低温度高于2123K,最高温度不低于3683K。熔池持续活跃时间在微弧氧化初期较短（毫秒级）,随膜层厚度增加而增大（秒级）,熔池温度场梯度很大,约为70K/μm。（6）微弧氧化第二相颗粒复合过程包括两步,一是第二相颗粒达到阳极表面,包含紊动扩散、压差驱动和带电迁移三种机制;二是第二相颗粒复合进入膜层,包含冲压回拢、啮合融覆、高位冲击和区域重组4种模型。微米亚微米级第二相颗粒对复合膜的强化机理是元素掺杂。第二相颗粒进入复合膜的方式是熔池冷却过程中粘附在表面,在下一轮的熔池活跃期被熔池熔融物裹夹进入膜层。
吴江[3]（2018）在《原位生长TiO2薄膜制备、改性及其光催化降解机理研究》文中研究说明随着工业化进程日益加快和人们生活水平不断提高,由各种染料废水引起的水污染日益成为影响人类持续发展的一个全球性问题。金属氧化物光催化法由于氧化效率较高,目前被公认为是一种有效的处理难降解有机物的方法。在各种金属氧化物中,二氧化钛（Ti O2）因具有化学和生物惰性,光催化稳定性,价格低廉,对环境影响较小的特点而被用于降解各种染料废水。采用微等离子体氧化法在钛基体上制备原位生长Ti O2薄膜。筛选适合原位生长Ti O2薄膜电解液体系,以罗丹明B为降解目标物质,研究KH2PO4、H2SO4、Na H2PO4、Na2SO4、K2CO3、KOH和Na3PO4等电解液体系对Ti O2薄膜成膜性质和光催化性能的影响规律。研究微等离子体体氧化法反应电压、反应电流、反应时间以及电解液浓度等工艺参数对所得原位生长Ti O2薄膜光催化效能的影响规律,采用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）和X射线电子能谱（XPS）对Ti O2薄膜微观形态、晶相组成、元素组成进行分析,优化微等离子体氧化法制备Ti O2薄膜工艺参数。为提高所得薄膜光催化性能,向电解液分别加入Co Cl2、Co（NO3）2和Cd Cl2等无机盐,制备Co2+和Cd2+离子掺杂原位生长Ti O2薄膜,探讨金属离子掺杂对所得薄膜微观形态、晶相组成、元素组成以及光催化效能的影响规律,揭示光催化反应机理。研究结果表明,与Na H2PO4、Na2SO4、K2CO3、KOH和Na3PO4等电解液相比,KH2PO4和H2SO4作为电解液能使钛基体上原位生长一层Ti O2薄膜,膜层均匀并且光催化效率较高。但H2SO4电解液制备Ti O2薄膜时间长于KH2PO4作为电解液成膜时间,由于强酸电解液对环境污染较大,因而本文采用KH2PO4作为电解液体系制备Ti O2薄膜。以KH2PO4为电解液体系,经过工艺参数筛选,当电压为360V、电流0.5A、电解质浓度为0.1mol/L、反应时间为10min,所得Ti O2薄膜光催化性能较好。SEM照片显示所得Ti O2薄膜具有火山口形貌特征,呈现多孔状,孔隙和孔径分布均匀,孔径尺寸为200-700nm。XRD测得微等离子体氧化制备的原位生长Ti O2薄膜晶相由锐钛矿、金红石型Ti O2以及钛组成。通过XPS测得原位生长Ti O2薄膜有明显的O1s、Ti2p吸收峰,证明微等离子体氧化在Ti基体表面形成Ti O2薄膜。紫外光照射下光催化90min,Ti O2薄膜对罗丹明B的降解率能达到43%。掺杂Co2+和Cd2+离子后,所得薄膜孔隙密度明显增加,孔径尺寸更加均匀,为100-500nm。晶相组成研究结果表明,掺杂Co2+和Cd2+离子对所得Ti O2薄膜晶相组成影响较小,仍由锐钛矿、金红石型Ti O2以及钛组成。XPS谱图显示,掺杂后谱图中出现了明显的Co2p、Cd3d吸收峰,说明Co2+和Cd2+离子已经进入到Ti O2晶格中。掺杂Co2+和Cd2+离子后,Ti O2薄膜对罗丹明B的降解率分别提高了17.7%、19.7%、12.07%。通过SEM、AFM、XRD、XPS测试结果分析,掺杂金属离子后Ti O2薄膜光催化性能的提高不是由于晶相组成引起的,而是由于微观形貌变化导致的,掺杂Co2+和Cd2+离子可使Ti O2薄膜孔隙密度明显增加,孔径尺寸更加均匀,从而增加了所得薄膜的比表面积,加大了Ti O2薄膜与降解目标物的反应几率,致使光催化效能得到明显改善。
闫婷婷[4]（2017）在《大气压微等离子体辅助合成纳米颗粒的研究》文中提出微等离子体是至少在一个维度上减小到微米尺度而形成的一种特殊类型的放电。由于受到帕邢定律pD（其中p是压力,D是最小物理尺寸）的限制,微等离子体具有如下的独特的性质:高气压稳定性、非平衡热力学性质、非麦克斯韦电子能量分布、高电子密度和新的鞘动力学性质等。大量高能电子（即10 eV或更高）的存在,使得反应前驱物产生高效的非热解离,进而产生高浓度的反应性自由基物质,因此,微等离子体可能更容易获得比纯化学方法更快更高效的材料的合成。另外,低气压等离子体设备昂贵,而在大气压附近或在大气压下的等离子体更容易操作和实现,极大的降低了工业应用的成本。因此,微等离子体非常有利于纳米材料的合成和修饰。利用微等离子体合成纳米材料已成为现今科学研究领域的热点。特别是大气压微等离子与液相相结合合成纳米材料,为等离子体在合成纳米材料的领域中开辟了新的方向,具有良好的应用前景。本文的主要研究内容和创新点是基于大气压微等离子体辅助合成金银合金、银纳米颗粒及其调控。第一章,介绍了大气压微等离子体的物理特性以及常见的放电装置和大气压微等离子体辅助合成纳米材料的技术及其应用。第二章,我们利用大气压微等离子体辅助液相合成纳米颗粒的方法,首次实现了二元金属合金纳米颗粒的合成。与常规化学方法（通过改变前驱物的成分比例来调节合成的合金成分）相比,该方法可以通过改变反应时间,有效的控制纳米颗粒的尺寸和组成。同时,该方法可以对金属合金纳米颗粒的合成进行实时监测,提高了纳米颗粒合成的可控性。由于金属合金纳米颗粒的可调谐的光吸收特性,使得合成出的合金纳米颗粒在多个领域具有应用前景。第三章,介绍了大气压微等离子体辅助液相Ag纳米颗粒的合成。通过加入缓冲剂碳酸氢钠,使得溶液的pH在反应前后都维持在6-8之间,并且使用蔗糖作为稳定剂,可以使银纳米颗粒在长达2个月的室温放置下,保持很好的稳定性。随碳酸氢钠浓度的从0.5 mM增加到1.5 mM,合成出的Ag纳米颗粒的尺度从7 nm到15 nm变化,有效的控制了合成的Ag纳米颗粒的尺度。该结果对绿色合成银纳米颗粒的应用,提供了良好的发展潜力。第四章,在溶液pH可以保证Ag纳米颗粒至少1个月稳定为前提,研究了不同pH（碳酸氢钠的浓度不同）和不同的稳定剂下,合成的银纳米颗粒的尺度和稳定性特点。研究结果表明增加溶液的pH可以改善Ag纳米颗粒的稳定性和均匀性,并且减小Ag纳米颗粒的大小。通过调节不同的稳定剂和不同的碳酸氢钠的浓度,使得合成的Ag纳米颗粒的尺度从7 nm到15 nm可调。因此,该方法在保证Ag纳米颗粒稳定的前提下,还可以根据需要通过调节溶液pH和稳定剂,进而调控银纳米颗粒的尺度。第五章,研究了大气压微等离子体对Ag纳米颗粒合成的调控,主要研究了在不同微等离子体电流在不同稳定剂的条件下,银纳米颗粒的生长和稳定性情况。电流和反应时间的改变对Ag纳米颗粒的合成的影响,主要来自于以下2个方面:1)由于电流增大时,银纳米颗粒的种子增多,提高了反应初期的合成速率,促进了银纳米颗粒的生长;2)电流的增大也会导致溶液的H+浓度的增加,反过来影响等离子体和稳定剂对Ag纳米颗粒的合成和稳定性。当使用稳定性较强的稳定剂（蔗糖或乳糖）时:在pH<7时,增大电流有利于提高合成速率,但是电流的增大也会导致溶液的pH下降,因此,在不同的反应电流下,应存在不同的最佳反应时间,以平衡电流增大对pH下降导致的合成效率降低的不利影响;当pH>7时,电流带来的正面效应（提高合成速率）,或是负面效应（降低pH进而降低反应速率）的影响都会减弱。当使用稳定性较弱的稳定剂（麦芽糖或葡萄糖）时:在pH<7时,4 mA下合成的Ag纳米颗粒的稳定性更好,表明pH较小时,电流的负面效应更强。在pH>7时,6 mA下合成的Ag纳米颗粒的稳定性最好,表明pH的增加增强了电流的正面效应,验证了第三、四章中pH对合成速率的促进作用。综上所述,我们可以根据需要通过调节等离子体的参量,进而调控银纳米颗粒的尺度和稳定性。最后是全文总结和展望。
叶冬[5]（2016）在《柔性功能器件用碳基膜材可控改性研究》文中提出随着柔性电子技术的迅猛发展,柔性电子器件在信息、能源、医疗、国防等领域的重要作用越来越突显。然而,由于传统加工技术如三束（电子、离子和激光）、LIGA（光刻、电铸和注塑）加工等技术存在低产高耗瓶颈问题,同时聚合物衬底因热稳定性差而难以匹配如集成电路等制造工艺,结合现有的微纳加工理论基础开发出可以实现柔性器件简单高效、低沉本、高精度制作的技术至关重要。与此同时,为了实现柔性电子器件的广泛应用,其供能部件的柔性化与高性能化设计也非常关键。本论文针对碳基膜材在柔性器件应用时所面临的功能化问题,依托于大气压等离子体射流和电化学处理技术,借助于拉曼光谱（Raman）、红外光谱（FT-IR）、X射线能谱（XPS）、扫面电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等分析手段,开展了单层石墨烯微区掺杂、聚苯胺纳米纤维焊接互连、碳纤维布可控氧化改性的系统研究。具体内容包括以下几个方面：大气压低温等离子体射流技术在膜材表面选区改性方面优势明显,接近室温的处理条件特别适合于温敏基材的薄膜表面可控改性。因此我们自主研制了一套基于大气压冷等离子体射流技术的膜材可控改性系统,用以实现石墨烯、聚苯胺纳米纤薄膜的微区可控功能化改性。针对单层石墨烯的柔性功能器件应用所面临的微区氮掺杂这一问题,探索了利用混有少量氮气的氦气微等离子体射流,在不借助于任何掩模技术下实现单层石墨烯卫区氮掺杂的方法。实验结果表明：石墨烯经由等离子体射流处理后,实现了氮原子以嘧啶型结构形式掺杂进入石墨烯晶格之中。掺杂线宽受等离子体射流发生装置的喷嘴直径调制,掺杂最小线宽接近10 μm。理论分析认为石墨烯薄膜氮掺杂的实现是因为表面碳原子与等离子体射流中N2+离子接触时被激发而释放足够高的能量,破坏石墨烯边缘或缺陷处的C-C共价键,使得等离子体射流氛围中的活性氮原子在此处与碳原子反应成键。射流发生装置的喷嘴直径与氮气保护气共同抑制了等离子体射流的横向发展,导致薄膜区域可控的掺杂。针对聚苯胺纳米纤维薄膜柔性器件应用所面临的抗机械弯折或电化学循环性能差这一问题,研究了利用氦气冷等离子体射流实现聚苯胺纳米纤维彼此焊接互连的方法。实验结果表明：等离子体射流激励源的发生参数会对聚苯胺纳米纤维产生不同的热影响,固定激励源的脉冲峰值电压（6.5 kV）与脉宽（800 ns）,当发生频率为2.5 kHz时,聚苯胺纳米纤维未受到热影响且只出现了薄膜掺杂现象；当频率为5 kHz时,聚苯胺纳米纤维表现出明显的尖端互连现象,且发生铰链位置为聚苯胺单链结构中醌环的C=N键所处位置,但纤维整体结构得到很大程度的保留；当频率为7.5kHz时,聚苯胺纳米纤维发生了熔融成片现象,且材料出现了明显的无定型化发展现象。理论分析认为尖端互连现象的产生源于聚苯胺纳米纤维尖端放电引起的温升,焊接后薄膜抗弯折性能明显提升。氦气冷等离子体射流诱导空气产生的硝酸分子实现了聚苯胺纳米纤维薄膜的掺杂,无保护气氛、氦气中未混合难电离气体共同作用导致了掺杂区域分辨率不高。针对碳布的柔性超级电容器应用所面临的储能能力不足且倍率性能不佳的问题,借助于电化学氧化与还原技术的组合显着地提升了碳布电极的储能能力和倍率性能。实验结果表明：电化学氧化过程实现了碳纤维表面的剥离刻蚀,形成了100 nm左右的剥离碳壳层且表面粗糙,导致碳布的比表面积小幅提高、含氧官能团急剧增加。电化学还原过程致使部分含氧官能团被去除,而且对可逆赝电容无贡献的羰基基团（C=O）去除最为明显,大幅提高了电极的导电性,最终导致了碳布电极具有极佳的电容性能、倍率性能以及循环性能。在面电流密度为6mAcm-2情形下,最高的面积比电容可达505.5mF cm-2;在相对较高的面电流密度（48 mA cm-2）下,电极的比面积电容保持率高达88%；在24 mA cm-2的面电流密度下,经过10000次循环,电容保持率仍有97%。该电极组装制作的柔性超级电容器在3 mA cm-2面电流密度下,面积电容可达197 mF cm-2,满足未来柔性电子器件的应用需求。
解晗[6]（2014）在《用于无掩膜刻蚀的微放电器阵列的设计加工及表征》文中提出传统的等离子体加工技术需要通过掩膜板来实现,这个过程不仅周期长,而且加工成本高昂。为了实现无掩膜等离子体刻蚀加工,课题组之前提出了一种基于扫描探针的微等离子体刻蚀方法,即将微放电器集成在悬臂梁探针的空心针尖上,以实现对样品高精度的无掩模刻蚀加工。然而,集成微放电器的悬臂梁探针加工工艺复杂,且探针结构十分脆弱,容易损坏。因此,课题组提出了无悬臂梁结构的微放电器针尖阵列的无掩模刻蚀加工方法。和悬臂梁探针结构相比,微放电器针尖阵列结构更加坚固,加工工艺更为简单,且能够实现更高的阵列密度和更大的加工面积,因此,可用于高精度,高效率,大面积的刻蚀加工。本文主要研究了微放电器针尖阵列无掩模刻蚀方法中的核心器件微放电器阵列的结构设计,器件加工及微放电器阵列的性能表征。在结构设计方面,针对针尖阵列微放电器放电过程中微放电器单元之间出现的热耦合效应,我们对微放电器阵列的单元之间的间距做了优化。运用Comsol Multiphysics进行热效应仿真,对阵列单元的排布加以优化使得热耦合效应对器件本身的影响达到最小。在器件制备方面,本文介绍了用于无掩膜刻蚀的针尖阵列微放电器的加工制备过程,并对其中的部分工艺参数做出优化。对用于刻蚀掩膜的氧化硅薄膜工艺进行优化,使得整个工艺过程更加简单实用。在优化工艺参数的基础上,制备出质量良好的微放电器阵列。对于最终要用于无掩膜刻蚀的针尖阵列微放电器,本文最后对微放电器阵列的放电性能做了详细的测试表征,对影响微放电器阵列稳定放电的若干因素分别做了实验测试和结果对比。这些因素包括不同限流电阻阻值、微放电器阵列数、微放电器单元尺寸、环境气体气压和气体类型。通过合理优化电学测量中的各种参数达到微放电器阵列稳定放电的目的,从而为后续的基于微放电器针尖阵列无掩膜加工奠定坚实的基础。
文莉[7]（2012）在《基于SPM的微等离子体无掩模扫描刻蚀加工方法的研究》文中认为随着微纳米技术的快速发展,器件的极限尺寸将持续减小,能够在纳米尺度上制作出具有特定功能的器件是研究者不断追求的目标。在微纳米加工技术中,尺寸局域化的微等离子体具有无掩模、加工速率高、方向性好、可加工材料广泛以及可进行三维结构加工等优点,因此倍受研究者的广泛关注。然而,微等离子体通常只能实现百微米的加工分辨率,难以满足亚微米及纳米尺度器件的加工需求。扫描探针显微镜（SPM）不仅是一类非常重要的原子量级成像工具,而且能对样品进行纳米精度的加工。由于其设备简单,成本低,因而在诸多领域具有广阔的应用前景。然而,基于SPM的扫描探针加工技术目前还存在着速度慢、效率低、可加工材料有限的问题,很难满足多样化、高产出的三维纳米器件的加工需求。为此,我们提出了一种基于并行探针的微等离子体无掩模纳米刻蚀加工方法,以实现对多种材料进行高效率、低成本的三维纳米加工。本论文围绕基于SPM的无掩模扫描等离子体纳米刻蚀加工方法,以扫描刻蚀加工系统的核心部分-集成微放电器的AFM探针为研究对象,对集成微放电器的AFM探针的结构设计、加工制作、性能表征等方面进行了较为全面而深入的研究,对微等离子体从针尖纳米孔中的导出机理和刻蚀机理进行了理论分析和数值仿真,并对整个扫描加工系统进行了总体设计。本文还提出了微等离子体针尖阵列的扫描刻蚀方法,以及基于并行探针阵列的纳米刻蚀和原位形貌检测的新方法,为无掩模等离子体纳米加工方法的实现奠定了基础。论文的主要研究内容和创新点如下：（1）在结构设计方面,对集成微放电器和带纳米孔空心针尖的PZT压电探针和Si02悬臂梁探针进行了结构设计,通过对压电探针的传感、驱动和机械特性的理论计算和数值仿真,优化了压电探针的结构参数；研究了集成微放电器的Si02悬臂梁探针的力学特性,通过对由多层薄膜内应力引起的Si02悬臂梁探针的弯曲变形仿真,优化了探针的结构参数。在此基础上,本文提出了结构和工艺更为简单的微放电器针尖阵列的扫描刻蚀加工方法,并对其结构进行了初步设计。（2）在理论仿真方面,对倒金字塔空心针尖内产生的微等离子体从针尖纳米孔中的导出机理以及对硅的刻蚀机理进行了理论分析和数值仿真。对通过自由扩散和外加偏置电场条件下,等离子体从纳米孔中导出的浓度、速率、温度和扩散距离等参数进行仿真；对导出后的等离子体束流对硅材料的刻蚀形貌和刻蚀速率进行了仿真,仿真结果表明,外加偏置电场可对导出后的等离子体束流进行有效调控；针尖-样品间距和纳米孔直径相当时,可获得较高的刻蚀速率和较好的刻蚀分辨率。（3）在器件加工方面,通过对微放电器、纳米孔以及Si02悬臂梁探针的工艺难点和兼容性进行研究的基础上,成功制作出集成50μm和100μm微放电器的Si02悬臂梁探针,该探针可直接用于后续的扫描刻蚀加工。悬臂梁释放中保留5-10μm的硅层厚度,可有效地减小应力引起的悬臂梁初始弯曲变形,实际加工结果和理论仿真结果非常一致。此外,本文还制作出集成纳米孔空心针尖的Si02悬臂梁探针阵列,以及用于大规模并行加工的微放电器针尖阵列,为高产出、大面积的并行扫描刻蚀加工奠定基础。（4）在性能表征方面,研究了微等离子体在惰性气体Ar、反应气体SF6、CHF3以及SF6/Ar、CHF3/Ar的混合气体中的帕邢曲线、Ⅴ-Ⅰ特性以及光学发射谱等放电特性,并从等离子体中微观粒子所发生的物理过程和化学反应的层面上,对放电特性进行了较为深入的理论解释。反应气体中微放电特性的研究,不仅为实现Si、SiO2和Si3N4等MEMS常用材料的可控扫描刻蚀加工奠定基础,而且可为国内外微等离子体研究中鲜有报道的反应气体微放电特性研究提供借鉴和参考。（5）在系统构建方面,对扫描刻蚀加工系统进行了总体设计,研究了针尖-样品间距控制方法,以及等离子体束流的导出控制方法,建立了适于真空腔中操作的针尖样品三维扫描系统,设计并实际加工出带有电学、信号真空接口和观察窗的真空腔,以及针尖和样品的装夹装置,为后续整个系统的集成打下基础。提出了基于并行探针阵列的扫描刻蚀加工和原位成像新方法,并将实际加工出的集成100μm微放电器的SiO2悬臂梁探针安装在商用AFM系统中,成功地实现对样品20m分辨率的表面成像,为并行扫描刻蚀加工过程中,对样品结构实现定位、对准及原位形貌检测奠定了基础。本论文的研究工作,有望使扫描等离子体纳米刻蚀加工技术由“设想”变为“现实”,为高精度、高效率、低成本地加工小批量多品种的微纳米器件奠定坚实的基础。
赵玉峰[8]（2010）在《微弧氧化电流脉冲电源及其负载电气特性的研究》文中进行了进一步梳理微弧氧化技术是近年来材料表面处理的一个重要研究内容,属于材料工程、电化学和电能变换技术研究的交叉领域,其氧化机理的不确定性和相关基础理论研究的薄弱导致了微弧氧化脉冲电源输出特性与其负载之间的不匹配,降低了电能转换效率和加工效率,从而所引起的高电能损耗限制了该技术的工业化推广应用。明确微弧氧化脉冲电源的负载电气特性、在此基础上设计与负载特性匹配的脉冲电源是降低微弧氧化电能损耗所亟待解决的工艺基础问题。本论文主要针对微弧氧化电流脉冲电源的设计及其负载的电气特性分析以及脉冲电源与其负载间的匹配技术进行了系统的研究。运用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,对微弧氧化脉冲电源的负载等效电路模型的建立和定量分析进行了深入研究。按照微弧氧化过程中放电原理和特性将完整的工艺过程划分为不同氧化阶段,通过电化学领域使用的电化学阻抗谱（EIS）研究方法,建立了微弧氧化脉冲电源负载在不同氧化阶段的电路模型,得出在脉冲电流作用下,微弧氧化电源负载本质上是容性负载,它在电路中可等效为阻容网络。根据微弧氧化工艺要求和脉冲电源的负载特性,提出了并联组合结构的方波电流脉冲电源方案,可实现脉冲宽度、幅值和频率的独立调节。设计了恒流特性BUCK型电路并联单元,通过各恒流单元间的均流并联,解决了输出电流幅值调节、功率控制和冗余的问题,有利于实现电源的模块化和大功率输出调节;采用电感短接作为能量存储和转换形式,使脉冲电源输出电流具有陡直前沿;针对开关损耗问题,运用缓冲型软开关技术,设计了无源缓冲型软开关电路,实现了零电流开通和零电压关断,降低了开关损耗,并改善了功率开关管的运行条件;针对脉冲电源各单元的功能和特点,在最大250kW等级,以PLC为核心设计了具有软启动、过压、过流和负载开路等保护功能的综合控制系统,为电源负载特性的深入研究以及国家重点工业性试验项目（PECC）的进行提供了必要条件。根据实验测量结果,分析了微弧氧化等效负载电路对电源输出脉冲幅值、频率、占空比等变化的响应规律;通过参数拟合的方法,结合氧化机理分析,建立了微弧氧化方波电流脉冲电源的负载电路模型,并进行了电路参数的定量表征;根据等效电路中的参数变化规律,对应得到了各个参数的具体物理意义;进行电路仿真分析,其结果与源于实际工况测量的响应特性和参数变化规律相吻合,为适于负载特性变化的微弧氧化脉冲电源及系统效率优化提供了设计依据和仿真研究条件。根据负载模型结构和定量参数,结合微弧氧化工艺实现条件,进行了电源脉冲作用效能分析,归纳了电源输出形式和波形参数对电能转化过程的影响规律。得出脉冲电流的前沿陡度对起弧速度具有决定性的影响;膜层击穿后仍然保持的电流既增加了系统的电能损耗,又是导致放电通道内的物质发生溅射的主要原因。在此基础上,对电源电流脉冲波形结构进行了优化,设计了具有电流尖峰形式输出的反激式电源实现方案,并进行了电源样机研制。通过仿真和实验,分别对方波脉冲电源和反激式脉冲电源进行功耗分析和对比,同时对本论文所建立的脉冲电源负载等效电路的合理性及其参数和反激式脉冲电源的优化效果进行了验证。为微弧氧化脉冲电源系统的优化设计提供了依据,进而为提高微弧氧化生产效率和电能转换效率提供了一种有效的方法。
王力霞,李廷刚,李淑华[9]（2009）在《微等离子体氧化技术的研究进展》文中研究说明微等离子体氧化技术是一种直接在铝、镁、钛等有色金属表面原位生长陶瓷膜层的材料表面改性技术。介绍微等离子体氧化技术的发展历史及研究现状,讨论应用微等离子体氧化技术制备陶瓷膜的基本原理和制备方法以及膜层生长速度和性能的影响因素,并从专利技术和国家自然科学基金资助等方面对微等离子体氧化技术的研究重点和方向进行综述。
王松[10]（2008）在《原位生长掺杂TiO2薄膜电极及其光电转换性能研究》文中研究说明TiO2薄膜电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分。制备工艺简便,成本低廉,与基体结合牢固的TiO2薄膜电极有利于推动染料敏化太阳能电池的实际应用进程。本论文采用微等离子体氧化法在钛表面原位生长与基体结合力好和大面积的TiO2薄膜电极。研究了电解液体系、电流密度、电压、电解质浓度、反应时间和敏化工艺对的TiO2薄膜光电性能的影响。通过优化工艺参数实现了TiO2薄膜电极的原位生长。以（NH4）2SO4为电解液体系,当电流密度为14A/dm2、电压为245V、电解质浓度为0.5mol/L、反应时间为10min,敏化温度为25℃,染料浓度为0.2mmol/L时,所得TiO2薄膜电极的光电性能较好,开路电压、短路电流、填充因子和光电转换效率分别为652mV、149μA/cm2、0.39和0.095%。研究了N、S和Nd单独掺杂及N与Nd复合掺杂对原位生长TiO2薄膜电极光电性能的影响。结果表明,N、S、Nd单独掺杂和N与Nd复合掺杂均可显着提高原位生长TiO2薄膜电极光电性能,其中单独掺杂TiO2薄膜电极的光电性能优于复合掺杂,N掺杂TiO2薄膜电极的光电性能最好,开路电压、短路电流、填充因子和光电转换效率分别达到了701mV、165μA/cm2、0.42和0.121%。利用SEM、XRD、XPS、UV-vis DRS和EIS等分析手段,对掺杂前后所得TiO2薄膜电极表面形貌、晶胞参数、晶粒大小、吸收光谱及内部阻抗进行了分析。研究结果表明,所得薄膜是由金红石型TiO2为主晶相,同时含有少量的Ti组成,并且表面存在大量分布均匀的微孔。掺杂使TiO2的晶胞体积发生膨胀,晶粒尺寸、禁带宽度和内部阻抗减小。其中Nd掺杂使TiO2薄膜禁带宽度减小程度最大,而N掺杂使内部阻抗减小程度最大。通过研究原位生长TiO2薄膜电极的光诱导电子反应和光电子界面动力学行为发现,原位生长TiO2薄膜电极能够发生光诱导电子转移,实现光生电子的快速注入,并且较小的TiO2晶粒尺寸和内部阻抗能够减少光生电子在界面处的湮没。利用第一性原理计算了N和Nd掺杂前后原位生长TiO2薄膜电极的能带结构,计算结果表明掺杂后的TiO2能带结构中产生了杂质能级,使其禁带宽度变小,计算结果与实验值符合较好,这进一步证明掺杂改性可以调节原位生长TiO2薄膜电极的能带结构,进而提高其光电性能。探讨了原位生长掺杂TiO2薄膜电极的光电转换行为,发现晶粒尺寸、内部阻抗和禁带宽度对原位生长TiO2薄膜电极光电性能的影响是三者共同作用的结果,三者之间的良好匹配能够得到较高光电性能的原位生长TiO2薄膜电极。
二、微等离子体氧化工艺专用直流电源（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微等离子体氧化工艺专用直流电源（论文提纲范文）
（1）大气压微米间距气体放电实验及击穿机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 气体放电 |
| 1.1.1 汤森德理论 |
| 1.1.2 流注理论 |
| 1.2 微米间距气体放电及其放电类型 |
| 1.2.1 微米间距气体放电概述 |
| 1.2.2 微米间距气体放电类型 |
| 1.3 微米间距气体放电国内外研究现状 |
| 1.4 本文的研究目的和主要内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 2 微米间距气体放电的实验研究 |
| 2.1 微米间距气体放电的电极构型 |
| 2.2 微米间距气体放电实验的实验设置 |
| 2.2.1 实验电气原理图设计 |
| 2.2.2 实验平台搭建 |
| 2.2.3 实验操作方法 |
| 2.3 交流电源作用下的微米间距气体放电实验 |
| 2.3.1 不同电极结构的放电实验 |
| 2.3.2 放电现象 |
| 2.3.3 电压-电流波形 |
| 2.3.4 击穿电压阈值 |
| 2.4 直流电源作用下的微米间距气体放电实验 |
| 2.4.1 不同电极材质的放电实验 |
| 2.4.2 电压-电流波形 |
| 2.4.3 击穿电压阈值 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微米间距气体放电的放电特性机理的分析 |
| 3.1 击穿电压电流波形的分析 |
| 3.2 击穿电压与击穿场强的分析 |
| 3.3 微小间距下击穿电压偏离Paschen曲线的分析 |
| 3.3.1 场发射Fowler-Nordheim理论 |
| 3.3.2 预击穿电流-电压曲线 |
| 3.3.3 场发射F-N曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微米间距气体放电中离子增强效应的分析 |
| 4.1 阴极离子数密度 |
| 4.1.1 阴极离子数密度的近似解析公式 |
| 4.1.2 阴极离子数密度的计算 |
| 4.1.3 附加场强的计算 |
| 4.2 二次发射系数的分析 |
| 4.3 离子增强效应的分析 |
| 4.4 微小间距下击穿电压计算公式的分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 微弧氧化技术的发展历史及其特点 |
| 2.2 微弧氧化技术的研究现状 |
| 2.2.1 微弧氧化技术的应用 |
| 2.2.2 微弧氧化膜形成与生长机理 |
| 2.2.3 微弧氧化膜层结构及生长特点 |
| 2.2.4 微弧氧化过程中的电极反应 |
| 2.3 影响微弧氧化的因素 |
| 2.3.1 电解液体系 |
| 2.3.2 电参数 |
| 2.3.3 氧化时间 |
| 2.3.4 搅拌与温度 |
| 2.4 微弧氧化复合膜研究现状 |
| 2.4.1 不溶性颗粒微弧氧化复合 |
| 2.4.2 可溶性盐微弧氧化复合 |
| 2.4.3 颗粒复合改善微弧氧化复合膜的性能 |
| 3 铝合金表面微弧氧化工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验材料和试剂 |
| 3.2.3 微弧氧化膜的制备 |
| 3.2.4 微弧氧化膜表面粗糙度测试 |
| 3.2.5 微弧氧化膜厚的测量 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 电解液体系对微弧氧化的影响 |
| 3.3.2 正向电参数对铝合金微弧氧化的影响 |
| 3.3.3 负向电参数对铝合金微弧氧化的影响 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 正向电参数的影响规律分析 |
| 3.4.2 负向电参数的影响规律分析 |
| 3.5 结论 |
| 4 微弧氧化/第二相颗粒复合膜的制备与膜层结构表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验材料及溶液 |
| 4.2.2 微弧氧化复合膜的制备 |
| 4.2.3 Zeta电位测试 |
| 4.2.4 微弧氧化复合膜物相分析 |
| 4.2.5 微弧氧化复合膜微观形貌及成分分析 |
| 4.2.6 微弧氧化复合膜与基体的分离 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 预处理对第二相颗粒的影响 |
| 4.3.2 微弧氧化/ZrO_2复合膜的制备及微观结构 |
| 4.3.3 微弧氧化/h-BN复合膜的制备及微观结构 |
| 4.4 讨论与分析 |
| 4.5 结论 |
| 5 微弧氧化/第二相颗粒复合膜层的耐蚀、耐磨性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验材料及溶液 |
| 5.2.2 微弧氧化复合膜摩擦性能的测试 |
| 5.2.3 微弧氧化复合膜电化学实验 |
| 5.2.4 微弧氧化复合膜模拟海水浸泡实验 |
| 5.2.5 微弧氧化复合膜中性盐雾实验 |
| 5.2.6 微观形貌分析 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 微弧氧化/ZrO_2复合膜的耐磨行为 |
| 5.3.2 微弧氧化/h-BN复合膜的耐磨性行为 |
| 5.3.3 微弧氧化/ZrO_2复合膜的耐蚀行为 |
| 5.3.4 微弧氧化/h-BN颗粒复合膜耐蚀行为 |
| 5.4 讨论与分析 |
| 5.4.1 微弧氧化/颗粒复合膜的耐磨机理分析 |
| 5.4.2 微弧氧化/颗粒复合膜的耐蚀机理分析 |
| 5.5 结论 |
| 6 微弧氧化过程中的放电特征及膜层生长方式探讨 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 实验材料及溶液 |
| 6.2.2 微弧氧化放电过程观测 |
| 6.2.3 微弧氧化膜物相分析 |
| 6.2.4 微弧氧化膜微观形貌及成分分析 |
| 6.2.5 微弧氧化膜与基体的分离 |
| 6.3 微弧氧化过程中的放电特征 |
| 6.3.1 微弧氧化过程中的电压变化 |
| 6.3.2 微弧氧化过程中的弧光变化及火花数量 |
| 6.3.3 火花击穿产生的熔池特征 |
| 6.4 微弧氧化膜的生长方式探讨 |
| 6.4.1 微弧氧化膜的生长规律 |
| 6.4.2 微弧氧化膜的三维结构分析 |
| 6.5 讨论与分析 |
| 6.5.1 微弧氧化膜熔池的更新与重组 |
| 6.5.2 微弧氧化击穿放电模型 |
| 6.6 结论 |
| 7 微弧氧化/第二相颗粒复合膜生长机理的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.2.1 实验材料及溶液 |
| 7.2.2 微弧氧化复合膜的制备 |
| 7.2.3 微弧氧化复合膜层形貌与元素分布 |
| 7.2.4 电火花和熔池尺寸的观察 |
| 7.2.5 第二相颗粒相变判断 |
| 7.3 复合微弧氧化过程中的温度场分布 |
| 7.3.1 γ-Al_2O_3与K-Al_2O_3相变 |
| 7.3.2 碳化硅分解 |
| 7.3.3 氧化锆相变 |
| 7.3.4 电火花、熔池持续时间与分布规律 |
| 7.4 微弧氧化复合膜的生长过程 |
| 7.5 讨论与分析 |
| 7.5.1 第二相颗粒运动机制 |
| 7.5.2 第二相颗粒进入膜层的方式 |
| 7.6 结论 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 一、作者入学前简历 |
| 二、在学期间从事的科研工作 |
| 三、在学期间所获的科研奖励 |
| 四、在学期间发表的论文 |
| 学位论文数据集 |
（3）原位生长TiO2薄膜制备、改性及其光催化降解机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2的光催化原理 |
| 1.2.1 TiO_2的晶体结构 |
| 1.2.2 TiO_2光催化反应过程 |
| 1.3 制备TiO_2薄膜的方法 |
| 1.3.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.2 水热方法 |
| 1.3.3 氧化法 |
| 1.3.4 电沉积方法 |
| 1.3.5 化学汽相沉积 |
| 1.3.6 物理气相沉积方法 |
| 1.3.7 超声波降解法 |
| 1.4 微等离子体氧化技术 |
| 1.4.1 微等离子体氧化机理 |
| 1.4.2 微等离子体氧化工艺 |
| 1.5 TiO_2光催化剂的改性研究 |
| 1.5.1 纯TiO_2纳米材料 |
| 1.5.2 金属掺杂TiO_2 |
| 1.5.3 非金属掺杂TiO_2 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料、试剂及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 TiO_2薄膜制备 |
| 2.2.2 TiO_2薄膜结构表征与性能评价 |
| 2.3 TiO_2薄膜光催化性能评价方法 |
| 2.3.1 光催化降解装置 |
| 2.3.2 实验方法 |
| 2.3.3 评价指标 |
| 第三章 TiO_2薄膜电解液筛选及工艺参数优化 |
| 3.1 电解液筛选 |
| 3.2 磷酸二氢钾电解液体系下的工艺参数优化 |
| 3.2.1 电压和电流对TiO_2薄膜光催化性能的影响 |
| 3.2.2 电解液浓度对TiO_2薄膜光催化性能的影响 |
| 3.2.3 电解时间对TiO_2薄膜光催化性能的影响 |
| 3.3 TiO_2薄膜的相组成 |
| 3.4 TiO_2薄膜微观结构 |
| 3.4.1 电解液浓度对TiO_2薄膜微观结构的影响 |
| 3.4.2 电解时间对TiO_2薄膜微观结构的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 原位生长TiO_2薄膜的改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原位生长TiO_2薄膜的制备 |
| 4.3 CoCl_2掺杂TiO_2及其光催化性能 |
| 4.3.1 CoCl_2掺杂微等离子体氧化TiO_2薄膜的微结构特征 |
| 4.3.2 CoCl_2掺杂TiO_2薄膜晶相组成 |
| 4.3.3 CoCl_2掺杂TiO_2薄膜的元素组成 |
| 4.3.4 CoCl_2掺杂TiO_2薄膜的光催化性能 |
| 4.4 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂TiO_2及其光催化性能 |
| 4.4.1 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂微等离子体氧化TiO_2薄膜的微结构特征 |
| 4.4.2 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂TiO_2薄膜AFM分析 |
| 4.4.3 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂TiO_2薄膜晶相组成 |
| 4.4.4 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂TiO_2薄膜的元素组成 |
| 4.4.5 Co(NO_2)_2·6H_2O掺杂TiO_2薄膜的光催化性能 |
| 4.5 CdCl_2掺杂TiO_2及其光催化性能 |
| 4.5.1 CdCl_2掺杂微等离子体氧化TiO_2薄膜的微结构特征 |
| 4.5.2 CdCl_2掺杂TiO_2薄膜晶相组成 |
| 4.5.3 CdCl_2掺杂TiO_2薄膜的元素组成 |
| 4.5.4 CdCl_2掺杂TiO_2薄膜的光催化性能 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（4）大气压微等离子体辅助合成纳米颗粒的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微等离子体的物理特性 |
| 1.2 大气压等离子体放电设备 |
| 1.2.1 辉光放电 |
| 1.2.2 等离子体射流 |
| 1.2.3 微等离子体射流阵列 |
| 1.3 微等离子体辅助纳米材料的合成方法 |
| 1.3.1 蒸气前驱物的气相成核法 |
| 1.3.2 固体金属电极的蒸发溅射 |
| 1.3.3 等离子体辅助液相合成纳米材料 |
| 1.4 微等离子体辅助合成纳米材料的应用 |
| 1.4.1 局部纳米结构的薄膜沉积 |
| 1.4.2 自组织的纳米结构的沉积 |
| 1.4.3 利用微等离子体阵列合成纳米材料 |
| 1.4.4 微等离子体辅助液相纳米颗粒的合成与修饰 |
| 1.5 论文研究内容及意义 |
| 第二章 大气压微等离子体辅助合成金银合金纳米颗粒的研究 |
| 2.1 背景介绍 |
| 2.2 实验条件及参数 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 紫外可见吸收光谱 |
| 2.3.2 合金纳米颗粒的高分辨TEM |
| 2.3.3 合金纳米颗粒的X射线衍射图谱 |
| 2.3.4 TEM |
| 2.3.5 微等离子体辅助合成金银合金纳米颗粒的机制讨论 |
| 2.3.6 微等离子体辅助液相合成AuPt合金纳米颗粒 |
| 2.3.7 稳定剂的机制讨论 |
| 2.3.8 微等离子体辅助合成合金纳米颗粒的能效估算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大气压微等离子体辅助合成银纳米颗粒的稳定性的研究 |
| 3.1 合成银纳米颗粒的研究背景 |
| 3.2 实验装置与参数 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验材料 |
| 3.2.3 实验合成过程及表征 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 合成的银纳米颗粒的紫外可见吸收光谱 |
| 3.3.2 银纳米颗粒的TEM |
| 3.3.3 银纳米颗粒的稳定性 |
| 3.4 实验结果讨论 |
| 3.4.1 蔗糖作为稳定剂的机制 |
| 3.4.2 pH对大气压微等离子体辅助合成Ag纳米颗粒的调控机制讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同稳定剂对大气压微等离子体辅助合成银纳米颗粒的影响 |
| 4.1 纳米颗粒合成中的典型稳定剂 |
| 4.1.1 原子杂化的长链烃 |
| 4.1.2 聚合物 |
| 4.1.3 绿色稳定剂 |
| 4.2 实验装置与参数 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验材料 |
| 4.2.3 实验合成过程及表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 葡萄糖作为稳定剂时Ag纳米颗粒的紫外可见吸收光谱及TEM |
| 4.3.2 葡萄糖作为还原剂和稳定剂的机制讨论 |
| 4.3.3 麦芽糖作为稳定剂时Ag纳米颗粒的紫外可见吸收光谱及TEM |
| 4.3.4 麦芽糖作为稳定剂的机制讨论 |
| 4.3.5 乳糖作为稳定剂时Ag纳米颗粒的紫外可见吸收光谱及TEM |
| 4.3.6 乳糖作为稳定剂的机制讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大气压微等离子体对Ag纳米颗粒合成的调控 |
| 5.1 实验装置与参数 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 实验材料 |
| 5.1.3 实验合成过程及表征 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 蔗糖作为稳定剂下不同电流对Ag纳米颗粒的影响 |
| 5.2.2 麦芽糖作为稳定剂时不同电流对Ag纳米颗粒的影响 |
| 5.2.3 乳糖作为稳定剂时不同电流对Ag纳米颗粒的影响 |
| 5.2.4 葡萄糖作为稳定剂时不同电流对Ag纳米颗粒的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
（5）柔性功能器件用碳基膜材可控改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性器件概述 |
| 1.3 柔性器件用碳与聚苯胺材料 |
| 1.4 碳基材料柔性功能膜研究进展 |
| 1.5 本研究的主要内容和意义 |
| 2 实验材料、装置研制及表征技术 |
| 2.1 实验材料和仪器 |
| 2.2 大气压冷等离子体射流膜材改性系统研制 |
| 2.3 表征技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 单层石墨烯微区氮掺杂研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及方法 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 聚苯胺纳米纤维的焊接与薄膜选区掺杂研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 碳布的电化学活化及其超级电容器应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料及方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结及展望 |
| 6.1 主要实验结果 |
| 6.2 本文的创新之处 |
| 6.3 相关工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表的论文及专利目录 |
（6）用于无掩膜刻蚀的微放电器阵列的设计加工及表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微小等离子体放电器概述 |
| 1.1.1 低温等离子体 |
| 1.1.2 微等离子体放电器 |
| 1.2 微等离子体放电器的相关应用 |
| 1.2.1 微等离子体射流在医学方面的应用 |
| 1.2.2 微等离子体放电器在平板光源显示方面的应用 |
| 1.2.3 微等离子体放电器在材料刻蚀和沉积方面的应用 |
| 1.3 蘸水笔纳米印刷技术发展概述 |
| 1.3.1 蘸水笔纳米光刻技术(Dip-Pen Nanolithography) |
| 1.3.2 聚合物笔光刻技术(Polymer-Pen Lithography) |
| 1.3.3 光束笔光刻技术(Beam-Pen Lithography) |
| 1.4 论文研究目的和意义 |
| 第二章 微放电器针尖阵列结构设计 |
| 2.1 微放电器针尖阵列的结构设计概述 |
| 2.2 微放电器阵列单元设计 |
| 2.2.1 微放电器微型空腔尺寸设计 |
| 2.2.2 微放电器阵列单元位置排布设计 |
| 2.3 本章总结 |
| 第三章 微放电器针尖阵列的制备加工工艺 |
| 3.1 微放电器针尖阵列制备工艺概述 |
| 3.2 微放电器针尖阵列制备工艺介绍 |
| 3.3 双面硅片氧化工艺优化 |
| 3.4 其他结构类型微放电器的制备 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 微放电器阵列的性能测试 |
| 4.1 微放电器针尖阵列直流电学测试系统介绍 |
| 4.2 微放电器针尖阵列直流电学性能测试 |
| 4.2.1 外部电路限流电阻对电学性能的影响 |
| 4.2.2 微放电器单元阵列数对电学性能的影响 |
| 4.2.3 微放电器尺寸对放电性能的影响 |
| 4.2.4 气体气压对放电性能的影响 |
| 4.2.5 在反应气体中的放电性能 |
| 4.3 介质阻挡阵列放电尝试性测试 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.1.1 论文研究内容总结 |
| 5.1.2 论文创新性总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）基于SPM的微等离子体无掩模扫描刻蚀加工方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 插图目录 |
| 列表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 等离子体加工技术概述 |
| 1.2 微等离子体 |
| 1.2.1 微等离子体的概念和特性 |
| 1.2.2 微等离子体源的结构和产生方法 |
| 1.2.3 微等离子体的应用 |
| 1.3 基于微等离子体的无掩模材料刻蚀 |
| 1.3.1 微结构电极放电 |
| 1.3.2 微等离子体射流 |
| 1.3.3 纳米喷流(NANOJET) |
| 1.4 基于扫描探针显微镜(SPM)的高分辨率成像和加工 |
| 1.4.1 基于SPM的高分辨率成像 |
| 1.4.2 基于SPM的扫描探针加工技术 |
| 1.4.3 基于并行探针阵列的纳米加工技术 |
| 1.5 本论文的研究内容和意义 |
| 1.6 论文的结构安排 |
| 第2章 集成微放电器的AFM探针及阵列的结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于AFM的扫描等离子体刻蚀加工原理 |
| 2.3 集成微放电器的PZT压电探针的结构设计和性能仿真 |
| 2.3.1 结构设计 |
| 2.3.2 结构参数优化 |
| 2.3.3 压电探针的性能仿真 |
| 2.4 集成微放电器的SiO_2悬臂梁探针的结构设计 |
| 2.4.1 结构设计 |
| 2.4.2 悬臂梁探针的力学特性 |
| 2.5 集成微放电器多层结构悬臂梁探针的变形仿真 |
| 2.5.1 薄膜内应力的产生 |
| 2.5.2 薄膜内应力测量 |
| 2.5.3 集成微放电器的多层复合悬臂梁的变形仿真 |
| 2.6 集成微放电器的针尖阵列扫描刻蚀思想的提出和结构设计 |
| 2.6.1 设计思想 |
| 2.6.2 初步结构设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 微等离子体导出机制和刻蚀性能仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微等离子体从空心针尖纳米孔中的导出机制仿真 |
| 3.2.1 数值模型 |
| 3.2.2 仿真结果及讨论 |
| 3.3 微等离子体刻蚀性能仿真 |
| 3.3.1 数值模型 |
| 3.3.2 仿真结果及讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 扫描等离子体刻蚀系统关键器件的加工制作 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 集成微放电器和针尖纳米孔的SiO_2悬臂梁探针的制作 |
| 4.2.1 工艺流程设计 |
| 4.2.2 关键工艺研究 |
| 4.2.3 实验结果和讨论 |
| 4.3 集成空心针尖的SiO_2悬臂梁探针阵列的制作 |
| 4.3.1 加工工艺流程 |
| 4.3.2 实验结果和讨论 |
| 4.4 集成微放电器的空心针尖阵列的制作 |
| 4.4.1 加工工艺流程 |
| 4.4.2 实验结果及讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微等离子体放电特性的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微等离子体电学和光谱测试系统 |
| 5.3 绝缘击穿特性 |
| 5.3.1 帕邢定律 |
| 5.3.2 微放电器在Ar、SF_6和CHF_3中的帕邢曲线 |
| 5.3.3 实验结果的分析和讨论 |
| 5.4 Ⅴ-Ⅰ特性 |
| 5.4.1 微放电器在纯Ar,SF_6和CHF_3中的Ⅴ-Ⅰ特性 |
| 5.4.2 微放电器在SF_6/Ar和CHF_3/Ar混合气体中的Ⅴ-Ⅰ特性 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 光学发射谱特性 |
| 5.5.1 硅基材料的等离子体刻蚀机理 |
| 5.5.2 等离子体光谱的产生机理 |
| 5.5.3 微放电在Ar,SF_6和CHF_3中的光谱测试结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 扫描刻蚀系统的设计及扫描成像实验 |
| 6.1 系统总体设计 |
| 6.1.1 真空系统 |
| 6.1.2 三维扫描系统 |
| 6.1.3 针尖样品逼近及间距控制方案 |
| 6.1.4 等离子体导出装置 |
| 6.2 基于AFM的扫描等离子体刻蚀加工和原位成像新方法 |
| 6.3 集成微放电器的AFM探针的扫描成像实验 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 力曲线和振幅曲线的测量 |
| 6.3.3 扫描成像结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.1.1 论文的主要工作和结论 |
| 7.1.2 本论文的创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文和申请的专利 |
| 致谢 |
（8）微弧氧化电流脉冲电源及其负载电气特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的与意义 |
| 1.2 微弧氧化技术的研究进展 |
| 1.2.1 微弧氧化技术的原理和研究进展 |
| 1.2.2 微弧氧化技术的研究重点和发展趋势 |
| 1.3 微弧氧化电源技术的发展现状 |
| 1.3.1 微弧氧化电源的形式 |
| 1.3.2 微弧氧化脉冲电源的研究现状 |
| 1.3.3 微弧氧化脉冲电源的发展趋势 |
| 1.4 微弧氧化负载特性的研究进展 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 微弧氧化脉冲电源输出特性对微弧和膜层性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 脉冲电源输出形式对微弧和膜层性能的影响 |
| 2.3 脉冲电源输出参数对微弧和膜层性能的影响 |
| 2.3.1 电流密度的影响 |
| 2.3.2 电源输出电压的影响 |
| 2.3.3 电源输出频率和占空比的影响 |
| 2.3.4 脉冲能量密度对膜层性能的影响 |
| 2.4 不同氧化阶段的微弧氧化负载特性 |
| 2.4.1 微弧氧化的不同氧化阶段 |
| 2.4.2 不同氧化阶段的微弧氧化负载电气模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微弧氧化方波电流脉冲电源的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微弧氧化脉冲电源主电路的设计 |
| 3.2.1 脉冲电源主电路拓扑结构 |
| 3.2.2 主电路的工作模态分析 |
| 3.2.3 主电路器件选择和参数计算 |
| 3.3 以PLC 为核心的控制系统设计 |
| 3.4 电源仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 开关管应力分析与运行条件改善 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开关管运行条件的优化 |
| 4.2.1 开关管运行条件优化方案的设计 |
| 4.2.2 开关管运行状态分析 |
| 4.3 电压尖峰冲击的抑制 |
| 4.4 开关管运行状态的仿真和实验分析 |
| 4.4.1 开关管运行状态的仿真分析 |
| 4.4.2 开关管运行状态的实验分析 |
| 4.5 微弧氧化脉冲电源实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 微弧氧化脉冲电源系统的效率优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微弧氧化负载回路对脉冲电流的响应特性及分析 |
| 5.2.1 电解槽负载理论建模 |
| 5.2.2 等效电路定量分析 |
| 5.2.3 负载电路模型仿真分析 |
| 5.2.4 负载电路模型参数变化规律 |
| 5.2.5 微弧氧化陶瓷氧化膜形成过程分析 |
| 5.2.6 脉冲电流源输出参数对脉冲能量的影响 |
| 5.3 脉冲能量密度优化的研究 |
| 5.3.1 高能量密度脉冲电流源的设计 |
| 5.3.2 反激式脉冲电源的仿真和实验 |
| 5.4 方波电源和反激式电源功耗对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）微等离子体氧化技术的研究进展（论文提纲范文）
| 1 微等离子体氧化技术的发展 |
| 2 微等离子体氧化原理及陶瓷膜制备方法 |
| 3 微等离子体氧化技术的研究进展和趋势 |
| 4 结语 |
（10）原位生长掺杂TiO2薄膜电极及其光电转换性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 太阳能电池的发展 |
| 1.2.1 硅系太阳能电池 |
| 1.2.2 化合物半导体太阳能电池 |
| 1.2.3 聚合物太阳能电池 |
| 1.2.4 染料敏化太阳能电池 |
| 1.3 染料敏化太阳能电池的光电转换机理 |
| 1.3.1 染料敏化太阳能电池的结构与原理 |
| 1.3.2 TiO_2 半导体的光电转换过程 |
| 1.3.3 染料敏化剂的光敏作用 |
| 1.4 TiO_2 薄膜电极的制备与改性 |
| 1.4.1 TiO_2 薄膜电极的制备 |
| 1.4.2 原位生长TiO_2 薄膜的制备 |
| 1.4.3 TiO_2 薄膜电极的改性 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料及试剂 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 主要实验设备 |
| 2.2.2 微等离子体氧化电源 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 TiO_2 薄膜电极制备 |
| 2.3.2 染料敏化太阳能电池组装 |
| 2.3.3 光电性能评价 |
| 2.4 TiO_2 薄膜电极结构表征与性能评价 |
| 2.5 染料敏化剂的合成与表征 |
| 2.5.1 染料敏化剂结构表征方法 |
| 2.5.2 染料敏化剂的合成 |
| 第3章 TiO_2薄膜电极系统的建立 |
| 3.1 染料敏化剂与TiO_2 薄膜的匹配原则 |
| 3.2 制备TiO_2 薄膜的电解液筛选 |
| 3.2.1 电解液体系对光电性能的影响 |
| 3.2.2 制备TiO_2 薄膜电解液的确定 |
| 3.3 染料敏化剂与TiO_2 表面的相互作用 |
| 3.4 染料敏化工艺优化 |
| 3.4.1 敏化剂浓度对光电性能的影响 |
| 3.4.2 敏化温度和时间对光电性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TiO_2薄膜电极的原位生长 |
| 4.1 电流密度对TiO_2 薄膜电极结构及光电性能的影响 |
| 4.1.1 电流密度对TiO_2 薄膜表面形貌与相组成的影响 |
| 4.1.2 电流密度对TiO_2 薄膜电极光电性能的影响 |
| 4.2 电压对TiO_2 薄膜电极结构及光电性能的影响 |
| 4.2.1 电压对TiO_2 薄膜表面相貌与相组成的影响 |
| 4.2.2 电压对光电性能的影响 |
| 4.3 电解液浓度和反应时间对TiO_2 薄膜光电性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 掺杂对TiO_2薄膜电极光电性能的影响 |
| 5.1 N 和S 掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能及结构的影响 |
| 5.1.1 N 和S 掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能的影响比较 |
| 5.1.2 N 掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能及结构的影响 |
| 5.2 Nd 掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能及结构的影响 |
| 5.2.1 Nd 掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能的影响 |
| 5.2.2 Nd 掺杂TiO_2 薄膜电极的表面形貌与相组成 |
| 5.2.3 Nd 掺杂TiO_2 薄膜电极的光学与电化学性能分析 |
| 5.3 复合掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能及结构的影响 |
| 5.3.1 复合掺杂对TiO_2 薄膜电极光电性能的影响 |
| 5.3.2 复合掺杂对TiO_2 薄膜的表面形貌与相组成的影响 |
| 5.3.3 复合掺杂Ti02 薄膜的光学与电化学性能分析 |
| 5.4 结构变化对TiO_2 薄膜电极光电性能影响的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 原位生长掺杂TiO_2薄膜电极光电转换行为 |
| 6.1 原位生长TiO_2 薄膜电极的光诱导电子转移 |
| 6.1.1 光诱导电子转移反应的基本理论 |
| 6.1.2 原位生长TiO_2 薄膜电极的光生电子转移过程 |
| 6.2 原位生长TiO_2 薄膜电极的光电子界面动力学行为 |
| 6.2.1 晶粒尺寸对TiO_2 薄膜电极光电子传输的影响 |
| 6.2.2 阻抗对TiO_2 薄膜电极光生电子传输的影响 |
| 6.3 原位生长TiO_2 能带结构对光电转换性能的影响 |
| 6.4 光电转换的影响因素分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、微等离子体氧化工艺专用直流电源（论文参考文献）
- [1]大气压微米间距气体放电实验及击穿机理研究[D]. 董克亮. 河南理工大学, 2020(01)
- [2]微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究[D]. 李新义. 北京科技大学, 2020
- [3]原位生长TiO2薄膜制备、改性及其光催化降解机理研究[D]. 吴江. 东北石油大学, 2018(01)
- [4]大气压微等离子体辅助合成纳米颗粒的研究[D]. 闫婷婷. 上海交通大学, 2017(08)
- [5]柔性功能器件用碳基膜材可控改性研究[D]. 叶冬. 华中科技大学, 2016(08)
- [6]用于无掩膜刻蚀的微放电器阵列的设计加工及表征[D]. 解晗. 中国科学技术大学, 2014(10)
- [7]基于SPM的微等离子体无掩模扫描刻蚀加工方法的研究[D]. 文莉. 中国科学技术大学, 2012(01)
- [8]微弧氧化电流脉冲电源及其负载电气特性的研究[D]. 赵玉峰. 哈尔滨工业大学, 2010(04)
- [9]微等离子体氧化技术的研究进展[J]. 王力霞,李廷刚,李淑华. 有色金属, 2009(03)
- [10]原位生长掺杂TiO2薄膜电极及其光电转换性能研究[D]. 王松. 哈尔滨工业大学, 2008(02)