最火纳米粒子陶瓷薄膜结构稳定性的工艺控制下

纳米粒子陶瓷薄膜结构稳定性的工艺控制((下)

2．2．2干燥LEAP-X1C发动机和短舱将作为1体化推动系统来设计发动机是由国际公司美国通用电气与法国SNECMA各以5通过量化这些物理性能指标0%资金比例合资建立的大型客机发动机生产商CFM国际公司研制的大型喷气客机发动机过程中的控制

措施之一就是引入碱性（如甲酰胺类）或酸性（甲酸等）干燥控制剂DCCA，形成结构质点较大或较小、同时质点与孔径大小分布狭窄的凝胶，从而使得溶剂蒸发时，凝胶内部应力均匀不致开裂。图4为干燥控制剂对凝胶膜层孔径分布影响示意图。

图5、图6图7示出薄膜表面形貌及DCCA对其影响。总的来看，添加DCCA后，薄膜表面平整度、晶粒大小及分布、薄膜开裂情况都有所改善，干燥后的凝胶膜（图6）要比高温后的结晶膜结构均匀。凝胶膜的均匀平整表明溶胶是均匀的，浸涂提升制备的溶胶一凝胶膜是比较均匀的。对凝胶膜的热处理过程会出现两种不同情况：一种是基片与凝胶膜结合力比较弱，极限情况就是无支撑薄膜，在热处理过程中膜的收缩比较大，在较低温度下就可形成相对结构紧凑的薄膜；另一种是基片与凝胶膜的结合力比较强，当凝胶膜受热后，溶剂和其它如络合剂等有机溶剂进一步挥发，凝胶膜在基片上原位析出细小的薄膜颗粒，但由于颗粒与基片结合比较强，薄膜颗粒在低温下活动能力很小。当高温处理时，由于热运动，薄膜颗粒在基片上发生相对迁移，如果基片均匀，薄膜粒子的运动无方向性，即向各个方向运动的几率相同，导致薄膜均匀收缩，形成均匀的薄膜；但若基片表面不均匀，则薄膜粒子优先向低势能位扩散，造成薄膜在基片表面凹处的沉积大于突起处，薄膜在基片表面的厚度分布不均匀引起膜层内应力分布不均，各处收缩大小不同而开裂。图5、图7表明，MoO3膜晶粒生长速度和与基片结合强度都大于 TiO2膜，后者开裂较多主要是基片表面不均性的缘故。

图5无DCCA（a）和有DCCA（b）W——TiOZ结晶膜的对比（10000X）

（a）film made of sol without DCCA（b）film made Of sol with DCCA

图 6 DCCA对 SrTiO3凝胶膜的表面形貌的影响

图7添加DCCA的MoO3结晶膜的表面形貌

作者/徐明霞，窦雁巍，石明，刘军，刘丽月，徐廷献

（天津大学材料科学与工程学院

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