氧化锆陶瓷以其优异的力学性能和生物相容性被广泛用作牙科修复材料。通过表面改性工艺调控氧化锆陶瓷的表面润湿性，可以进一步拓展其在不同领域的应用。基于此，笔者提出了一种高效、低成本的激光加工+硅油修饰+热处理复合工艺，并采用该工艺制备了超疏水氧化锆陶瓷表面。首先通过纳秒激光加工在氧化锆陶瓷表面诱导出周期性多级微纳结构，而后利用硅油异丙醇混合溶液（硅油体积分数为0.4%）修饰+低温热处理来降低激光处理后氧化锆陶瓷的表面能，制备出了表面接触角高达153.8°具有超疏水特性的氧化锆陶瓷。加工前的氧化锆陶瓷的接触角为80.4°±2.1°，展现出亲水性；经纳秒激光加工后，液滴完全浸润表面，接触角变为0°，表面转变为超亲水表面。采用硅油异丙醇混合溶液修饰+低温热处理工艺实现了表面超亲水特性向超疏水特性的转变。超疏水氧化锆陶瓷在空气环境和胶带剥离实验中分别保持了优秀的稳定性和耐久性。通过改变激光的扫描速度及扫描间距可以精准调控液滴在材料表面的润湿性和黏附性。所提方法相较于传统激光加工方法提高了制备效率，降低了生产成本，有望扩展超疏水氧化锆陶瓷在医疗领域的应用。
激光技术 氧化锆陶瓷 超疏水表面 激光加工 微纳结构 表面化学 黏附性 中国激光
2023, 50(16): 1602210
1 1.北京科技大学 能源与环境工程学院, 北京 100083
2 2.东北师范大学 化学学院, 长春 130024
3 3.香港中文大学(深圳) 理工学院, 深圳 518172
4 4.明尼苏达大学 机械工程系, 明尼阿波利斯 55455, 美国
菱沸石(Chabazite, CHA)分子筛膜因其八元环小孔(0.38 nm)三维孔道结构、可调的表面特性、较高的材料稳定性与制备可重复性, 使其在轻质气体分离方面具有优异性能, 近年来逐渐成为分子筛膜研究热点之一。本综述介绍了两种CHA分子筛膜(SAPO-34膜、SSZ-13膜)的基本特性, 对比了CHA分子筛膜的合成方法(原位合成法、二次生长法、微波加热法)优缺点及其应用现状, 并重点针对主流的二次生长法制备SSZ-13膜与SAPO-34膜过程中关键条件对薄膜质量的影响规律进行了详细阐述, 包括铺种条件(载体种类、晶种类别、铺种方式), 水热合成条件(晶化时间、晶化温度、含水量、硅铝比、模板剂、阳离子种类)与煅烧方式(常规煅烧、分段煅烧、快速热处理), 经细化分析总结出上述两种膜的优选合成条件; 并进一步汇总了CHA分子筛膜表面化学调控(硅铝比调控、阳离子交换、杂原子替换、氨基功能化、表面修饰)对气体分离增强的策略, 总结了CHA分子筛膜在各种气体体系中的分离特点与单组分气体渗透特性。最后, 对CHA分子筛膜今后的发展和应用前景进行了展望。
分子筛膜 菱沸石 合成制备 表面化学调控 气体分离 综述 zeolite membrane chabazite synthesis surface chemistry modulation gas separation review
西南交通大学 材料科学与工程学院, 材料先进技术教育部重点实验室, 成都 610031
锌基可降解生物材料与已被广泛研究的生物可降解材料(镁和铁)相比, 具有更合适的生物降解速率, 因而近年来受到了广泛的研究和关注。然而, 锌在模拟体液中的长期腐蚀降解行为尚不明确。本研究采用电化学腐蚀测试、表面化学成分分析及降解模式演变观察相结合的方法, 系统研究了锌在林格氏液中浸泡56 d的腐蚀演化过程。根据电化学结果显示, 锌的腐蚀速率Pi在浸泡过程中基本保持稳定, 约为0.06~0.10 mm/a; 失重法测定腐蚀速率为0.3 mm/a到0.5 mm/a。浸泡过程中生成的腐蚀产物主要为Zn5(CO3)2(OH)6和CaCO3, 为较致密的细条花棒状和块状产物层, 且随着浸泡时间延长逐渐累积。去除腐蚀产物后发现, 样品表面出现较严重的局部腐蚀, 且腐蚀沟槽的尺寸随浸泡时间的延长而增大, 浸泡42 d腐蚀沟槽宽约为10 μm。本研究为锌基可降解生物材料后期表面改性及潜在生物医学应用提供了数据积累和研究基础。
可降解锌 长期腐蚀行为 电化学测试 表面化学 biodegradable zinc long-term corrosion behavior electrochemical test surface chemistry
1 后勤工程学院化学与材料工程系, 重庆 401311
2 中国人民解放军 69056部队, 新疆 乌鲁木齐 830001
填料是决定红外隐身涂料红外性能的关键因素。从红外隐身原理出发, 得出降低目标红外辐射强度的 2个措施: 降低红外发射率和控制表面温度。综述了包覆改性、微胶囊改性、化学镀表面改性和表面化学改性等 4种填料表面改性技术及其在红外隐身涂料中的应用进展情况。最后, 展望了填料表面改性技术在红外隐身涂料中应用的发展方向。
红外隐身 填料表面改性 包覆改性 微胶囊 化学镀 表面化学改性 infrared stealth surface modification of fillers coating technology modification microcapsules modification chemical plating modification surface chemical modification
1 中国科学院大学, 北京, 100049
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
基于多角度红外差分吸收光谱, 提出一种针对物体表面化学污染物在线检测法.用红外遥测光谱仪和光源, 以不同角度对化学污染物进行检测, 根据不同角度吸收率的差别, 通过差分法提取化学污染物的光谱特征.在分析多角度红外差分吸收光谱的化学污染物在线检测模型的基础上, 分别在室内和野外对不同基底上的三种化学污染物: 二甲基硅油, 磷酸三乙酯和水杨酸甲酯进行检测.结果表明, 借助于多角度红外吸收光谱, 该方法在室内和野外都能准确提取典型基底上三种物质的光谱特征, 且基底越平整, 光源入射角的角度差别越大, 特征越明显.
红外光谱学与光谱仪 辐射检测 多角度红外差分吸收光谱 表面化学污染物 红外光谱 IR spectroscopy and spectrometers Detection of radiation Multi-angle infrared differential absorption spect Surface chemical contamination Infrared spectra
1 北京林业大学材料科学与技术学院, 北京 100083
2 北华大学林学院, 吉林省 吉林市 132002
3 中国林业科学研究院木材工业研究所, 北京 100091
通过对天然高分子材料木材进行化学镀的方法制成的木质电磁屏蔽材料既可以保留木材的一些优良特性,又能有效改善木材导电、导热和电磁屏蔽性,不仅为木材的增值利用开辟了新道路,还为电磁屏蔽材料的加工利用拓宽了领域.本研究利用近红外光谱结合主成分分析法对化学镀铜处理前后样品进行了分析研究,旨在探讨利用近红外光谱技术研究该材料表面特性的可行性.结果表明:(1)化学镀铜前后样品表面的近红外光谱在形状和吸收强度上存在显著差异,而不同镀铜时间的样品之间也存在差异,尤其是反应未充分的样品.(2)经过主成分分析后,镀铜前后样品沿PC1轴、PC2轴大致分成了6类,其中未处理样品、活化处理样品性质较接近,镀铜时间25和40 min样品因反应充分,性质也比较类似,说明近红外光谱中包含反映材料处理前后的重要特征信息.(3)比较近红外区域和可见光区域光谱的主成分分析效果,发现近红外光谱区比可见光光谱区对镀铜处理前后样品的分类效果好,可见光光谱在突出样品的表面颜色特征信息方面表现更好,这说明两者结合运用更有利于样品表面特征信息的表征。
天然高分子材料 杨木单板 表面化学镀铜 近红外光谱 Naturally occurring polymers Poplar veneer Electroless copper-plating NIR spectroscopy 光谱学与光谱分析
2015, 35(5): 1253
1 上海大学 新型显示及应用集成教育部重点实验室, 上海200072
2 上海大学 机电工程与自动化学院, 上海200072
ZnO∶Ga(GZO)透明电极沉积在p-GaN表面, 用作透明电流扩展层。直接沉积在p-GaN上的p-GaN/GZO存在较大的势垒, 容易形成肖特基接触, 而良好的欧姆接触对功率LED器件至关重要。为了降低接触势垒, 采用盐酸和氢氧化钠溶液对GaN表面进行去氧化层处理, 并对p-GaN/GZO进行退火处理, 研究表面处理和退火对p-GaN/GZO接触特性的影响。研究表明:碱性溶液处理有利于降低接触势垒;退火处理后, 接触势垒略有增加。
ZnO∶Ga透明电极 表面化学处理 接触特性 p-GaN p-GaN surface chemical treatment ohmic contact ZnO∶Ga transparent electrode
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
用TiCI4和 H2O经表面化学反应生长出TIO2而制备出光学薄膜。在240 mm直径上的厚度分布不均匀性小于1%。25℃下生长的TiO2薄膜结构为非晶态;当温度增加至400℃时结构变为多晶态。二次离子质谱表明在各种生长温度下薄膜中均存留有氯化物。但这种残留氯化物可通过400℃的加热退火去除。25℃下生长的TiO2薄膜的激光破坏阈值在波长 1064 nm,脉宽 1ns时为 5J/cm2 。较高温度下生长的TiO2薄膜的破坏阈值将下降。膜中的氯化物对激光破坏阈值并无影响。
光学薄膜 TiO2薄膜 表面化学反应 激光感生破坏
本文报道用激光诱导表面化学反应沉积金属膜的一种新实验结果。用OWCO02激光诱导硅片表面的Ni2O3与硅片衬底反应沉积镍膜,一步形成Ni-SiO2-Si的准MOS结构。用多种表面分析方法对膜层的成份,性能进行测试分析,并讨论了膜的生长机制。
表面化学 准MOS结构
