無機超疏水功能薄膜材料的制備及其潤濕機理研究.pdf

1、北京工業(yè)大學博士學位論文無機超疏水功能薄膜材料的制備及其潤濕機理研究姓名：李國星申請學位級別：博士專業(yè)：材料物理與化學指導教師：嚴輝王波20090401摘要薄膜的表面從親水(接觸角為40。)到超疏水(接觸角為152。)的大范圍變化。同時，通過CF。等離子體表面處理，極大提高了非晶碳薄膜表面的疏水性能，其中原本為弱疏水的表面(接觸角為105。)變?yōu)槌杷砻?，其接觸角達到了162。。另外，我們還開展了氮化硼(BN)薄膜的表面潤濕性能和光學

2、性質研究。通過先用磁控濺射沉積再用等離子體處理的方法，分別在石英和Si(100)襯底上制備得到了透明超疏水氮化硼薄膜，其最高接觸角達到159。，并且透過率在80％以上。三氧化鋅(ZnO)是一種應用極其廣泛的透明半導體材料，并且可以有許多種成熟的方法用以制備ZnO薄膜。因此我們在前述的“表面靜態(tài)潤濕”研究的基礎上，以ZnO薄膜為對象進行了更加深入的探索，開展了“表面動態(tài)潤濕”的研究。首先，利用等離子輔助沉積加熱氧化的方法實現(xiàn)了前驅體鋅膜生

3、長及形貌控制，獲得了表面由一維納米金屬鋅材料構建的薄膜表面：并且通過對熱氧化參數(shù)的控制，實現(xiàn)了鋅／氧化鋅薄膜的潤濕、光學及電學性能的大范圍調控；其二、利用磁控濺射加熱氧化的方法，對氧化鋅薄膜表面的靜態(tài)和動態(tài)潤濕行為進行了系統(tǒng)的研究，提出了能夠有效解釋同種靜態(tài)潤濕行為下，具備不同固液動態(tài)交互作用行為的表面潤濕三相線分散模型，揭示了一階及多階粗糙結構對水珠滾動行為的內在影響機制，闡述了“多階結構有利于減小每一步的液珠滾動能量”是減小表面滾動