藍(lán)寶石紅外窗口電磁屏蔽用碳納米管薄膜的制備研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，軍用光電設(shè)備需要在非常復(fù)雜的電磁環(huán)境中工作。藍(lán)寶石紅外窗口的電磁屏蔽，越來越得到廣泛的研究關(guān)注。然而當(dāng)前將碳納米管薄膜用于藍(lán)寶石紅外窗口的電磁屏蔽，尚見較少報(bào)道?？紤]到藍(lán)寶石紅外窗口的異型結(jié)構(gòu)，本論文分別采用噴涂法和化學(xué)氣相沉積法在藍(lán)寶石基底上制備了碳納米管薄膜，來提高藍(lán)寶石紅外窗口的電磁屏蔽能力。在實(shí)驗(yàn)中研究了各主要參數(shù)對碳納米管薄膜表面形貌、結(jié)晶質(zhì)量及光電性能的影響。在此基礎(chǔ)上，針對化學(xué)氣相沉積法制備的碳納米管薄

2、膜，在藍(lán)寶石基底和碳納米管薄膜之間引入了SiO2過渡層，并研究了過渡層厚度對整體性能的影響。
　　超聲分散法制備單壁碳納米管分散液的實(shí)驗(yàn)表明，相對于曲拉通X-100，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）作為分散劑輔助分散碳納米管具有更好的效果。通過配置不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)SDBS的單壁碳納米管分散液，并對其進(jìn)行紫外-可見吸收光譜分析，SDBS的最佳分散質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％。分散劑濃度低，碳納米管沒法得到有效分散；而分散劑過高，其自身會發(fā)生團(tuán)聚，影響

3、分散效果。
　　噴涂法在藍(lán)寶石基底上制備碳納米管薄膜的實(shí)驗(yàn)表明，碳納米管分散液中SDBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)會影響制備的薄膜形貌、光電性能。當(dāng)SDBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)，制備的碳納米管薄膜具有較好的表面形貌和光電性能。在SDBS最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)下制備了不同厚度的碳納米管薄膜，分析比較厚度對于制備的碳納米管薄膜表面形貌及光電性能的影響。通過比較碳納米管薄膜薄膜的品質(zhì)因子，確定噴涂法制備碳納米管薄膜的最佳厚度為232 nm。
　　化學(xué)氣相沉積

4、法制備碳納米管薄膜的實(shí)驗(yàn)表明，Ni催化劑濺射時(shí)間、反應(yīng)溫度、Ar、H2和CH4流量等參數(shù)都能影響制備的碳納米管薄膜的結(jié)晶質(zhì)量、表面形貌及光電性能。根據(jù)對不同制備條件下碳納米管薄膜的表面形貌和Raman光譜分析，確定CVD法制備碳納米管薄膜的最佳反應(yīng)參數(shù)為：催化劑Ni濺射時(shí)間30s，反應(yīng)溫度1000℃，Ar、CH4、H2流量100 sccm、60 sccm和40sccm。在最佳制備參數(shù)下，對薄膜光電性能的分析，確定了CVD法制備碳納米管薄