翻译-esm负载ptfe疏水材料的制备及其疏水性

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1、本科生毕业设计（论文）外文原文及中文翻译超疏水聚四氟乙烯薄膜的纳米化合成混合等离子体过程学院轻工学院专业印刷工程导师学生学号2015年4月28日超疏水聚四氟乙烯薄膜的纳米化合成混合等离子体过程摘要：超疏水性聚乙烯（PTFE）像薄膜上利用硅片上生长基于血浆混合过程包括溅射碳靶在Ar／CF4气氛。对应用于衬底偏置电压（V偏置）以及混合气成分（%CF4）对于化学成分，润湿性和沉积薄膜的形态的影响进行了评价。通过X射线光电子能谱测量的化学成分（XPS）透露，F/C原子比始终低于传统的聚四氟乙烯（F/C=2），而当V偏置

2、增加时，它降低。在等离子体辅助的LMS生长过程中，这种行为与氟原子的微分溅射相关。连续的，当V偏置增加时，观察加强的自纳米化。因此，根据（i）氟的浓度和（ii）纳米化的大小，水接触角（WCA）测量范围从70°到150°。此外，针对LMS呈现最高的WCAs，观察到在前进和后退之间存在小的滞后WCAS（B10°），允许这些LMS完全实现超疏水的要求。纳米化可能是由于化学通过对含氟基团的氟原子刻蚀。1.简介由于其有趣的性质如化学惰性，低表面能，低介电常数和低摩擦系数，聚四氟乙烯薄膜很受欢迎。这些特性使其应用于许多方面

3、，如防粘连，生物相容性，电绝缘涂层。磁控溅射，激光，离子束和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是合成这些涂层报告最多的沉积技术。磁控溅射提供几个优点，比如低沉积温度，沉积LMS的性能良好，相对较高的沉积速率和优良的化学调节组成。其中聚四氟乙烯涂层最有趣的性质是所谓的往往产生众所周知的“荷叶效应”超疏水性。一个表面的超疏水性能通常定义为水的接触角（WCA）高于150°，在前进角和后退角之间的滞后低于10°。只有具有一个特定（纳米）结构的化学疏水表面才能达到这样的情况。例如，对于聚四氟乙烯，表面接触角最大理论模

4、型在102.5°和130°范围之间，但是根据报告，在所有的情况下，远远不到150°，就达到了超疏水的情况。另一方面，一个结构化的聚合物（乙二醇）表面接触角仅能达到95°，此结果表明没有合适的化学表面，聚合物表面结构不足以达到超疏水性。为了制备像聚四氟乙烯一样的超疏水表面，已经评估了不同的策略，主要是与聚四氟乙烯涂层的纳米化相关。报告是建立在粗糙的基材上沉积或热压的使用位置，等离子蚀刻和电喷雾。如果这些方法是有效的，其潜在的产业转移是困难的，因为大多数时候，他们涉及多个步骤。最近的研究表明，通过用氩气溅射PTFE

5、靶，可以一步合成超疏水表面。然而，由于PTFE的导热系数低，应用于目标的力量是有限的，因此，沉积速率较低，在工业应用中是不可接受的。另一个工作报告是关于可能性使用脉冲射频PECVD镀膜过程制备超疏水聚四氟乙烯涂层。作者通过狭窄的实验窗口观察到超疏水性（低占空比，短脉冲）正在制造潜在的产业转移困难。在这项研究中，我们报告的生长超疏水聚四氟乙烯等薄膜使用一步混合的过程结合了磁控溅射PECVD工艺。更确切地说，一个元素碳靶溅射在Ar/CF4混合物。由于碳的低溅射率，这种技术可以看成一个磁控源产生的等离子体化学气相沉积

6、过程。碳原子的溅射沉积速率的作用微不足道，因为低溅射率碳相比，沉积速率可以在PECVD实现。然而，磁控管源可能提高等离子体密度和促进高活性的活性气体，另一方面，可以通过快速重粒子在靶上产生的冲击（即：背散射）。该方法的一个缺点是中毒的目标可能由绝缘聚四氟乙烯目标发生的形成，有必要使用脉冲发生器以避免电弧放电。1.实验装置实验是在一个商业的等离子室进行，目标由8毫米厚的石墨板（450×150毫米）组成。靶基（P型硅晶片基板）固定在距离在7厘米处。真空系统以1000升/秒的速度提供了5×10−5Pa的低压。Ar和C

7、F4气体纯度为99.999%，气体通过钻沿长度和位于靶孔气管引出。Ar和CF4流量是由两个独立的流量仪表控制。在室的工作压力是不规则的；因此，根据Ar/CF4比率它的范围从0.7Pa到1.2的Pa。Ar流量保持恒定（100sccm）和CF4的变化范围为0到66sccm，对应CF40和40%之间不等流量比。碳靶溅射采用单极性直流脉冲发生器（频率：250千赫，脉冲持续时间为1616ns）和施加恒定的溅射功率为1千瓦。衬底支架直流负极化在-100V和-200V之间。根据Ar/CF4之比和V偏置。lms的沉积厚度在10

8、0nm和300nm之间，这些厚度对应的3.3纳米/分钟到10纳米/分钟的沉积速率。确定了使用φ亦然探头5000X射线光电子光谱（AlKα辐射在1486.6eV，在100W的操作）作为沉积薄膜的化学计量。分析面积为10×10米通过117.4电子伏特的能量用于传递测量光谱和23.50eV的高分辨率光谱，对应的半最大值全宽度（FWHM）的C1s峰（PTFE样品）1.4eV。原子浓度的测定利用