薄膜润湿角的测定.doc

化学化工学院材料化学专业实验报告 实验名称：年级： 日期：姓名： 学号： 同组人：?或升华而淀积到某一温度的基 片或工件的表面上,从而形成一层薄膜 国。真空蒸发沉积薄膜具有简单便利、操作容易、成膜速度快、效率高等特点,是薄膜制用最为广泛的技术。真空蒸发沉积过程有三个步骤组成:蒸发原材料由凝聚相转成气相在蒸发源与基片之间蒸发粒子的输运 ,蒸发粒子到达基片后凝结、成核、长大、成膜。 （2） 旋涂:它是旋转涂布的简称,又称甩胶或匀胶。它是最早 的一种薄膜制备工艺,在半导体工业等领域有着广泛的应用 ,是实验室薄膜制备的一种常用手段。聚合物电致发光器件的典型结构是单层薄膜夹心式结构,它是在导电玻璃ITO先制备一层聚合物薄膜,再在其上真空蒸镀金属阴极。其中聚合物薄膜一般采用旋涂的方法来制备,这种方法制备聚合物薄膜具有工艺简单、成本低廉、便于操作等优点。 （3）.有机蒸汽喷印:是一种直接、高效和快速沉积有机半导体薄膜的新方法 ,有机分子在高温的腔室内升华,从腔外注入热的惰性传输气体氮气等,在腔内形成高温高压的有机分子和惰性气体的混合气体。有机分子气体在惰性传输气体的带动下通过微型喷嘴喷涂到腔外温度较低的基 片上 ,有机气体分子遇冷很快凝聚形成一层有机分子薄膜。 （4）. 有机气相沉积：沉积薄膜原理与有机气相喷印有些相似, 有机分子在高温的腔室内升华, 从腔外注入热的情性传输气体如氮气等, 惰性传输气体把有机蒸汽分子传输到较冷的旋转基片上, 有机气体分子遇冷沉积成薄膜。接近升华点有机材料的蒸汽压随温度变化很快,改变蒸发源 的温度来精确控制有机气体分子的传输率是很困难的。如果蒸发源温度控制在一定的范围之内,可以精确控制惰性气体的流量来改变有机分子气体在气流中的含量。 发展 有机薄膜电容器 制造电容器使用的有机薄膜多达十几种，以聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚脂（涤纶）、聚丙烯、聚碳酸脂有机薄膜电容器最为成熟。 有机薄膜分极性有机薄膜和非极性有机薄膜两类，见表2-6。用极性有机薄膜制造的电容器具有比电容大，耐温高，耐压强度高等优点。用非极性有机薄膜制造的电容器具有损耗角正切值tg?小、绝缘电阻高、介质吸收系数小、有负温度系数等优点。 薄膜太阳能电池 目前薄膜太阳能电池按材料可分为硅薄膜型、化合物半导体薄膜型和有机薄膜型。 从应用环境看，薄膜太阳能电池弱光性好的特点使其能在广泛的环境下发电，因其适用各种强度的阳光，其性能受天气的影响较小，另外，由于它可承受较高的温度，其发电功率不容易受温度影响。因此，薄膜太阳能电池的应用将十分广泛。 另外，由于薄膜太阳能电池具有便携、耐用、光电转换效率高等特点，可广泛应用于电子消费品、远程监控/通讯、军事、野外/室内供电等领域；也由于使用塑料等质轻柔软的材料为基板，薄膜太阳能电池将广泛用于手表、计算器、窗帘甚至服装上。值得一提的是，清洁太阳能的广泛应用将同时带来下一代储能电池，尤其是在千瓦级小单元储能以及太阳能并网发电中储能调频的应用并获得广阔发展。 润湿角（θ）的测定 θ评判指标： ① [0，90)为水湿，其为强水湿；90 为中性润湿；（90，180]为油湿，180为强油湿。 ② 75°为水润湿，(75°-105°)为中性润湿；105°为油润湿。 测试特点：简单快速，测试范围从强水湿到强油湿，数值定义及边界清楚。 实验部分 实验原理：实验原理及步骤见讲义 实验药品和仪器：旋涂仪，小烧杯（50ml），胶头滴管，电子天平，玻璃棒，双面胶，玻璃片（2片），接触角测量仪 药品：8-羟基喹啉铝（Alq3），聚苯乙烯（PS），氯仿 润湿角的测量 在2:5氯仿溶液条件下： 水：润湿角为85°，可润湿，为疏水型 二甲苯：润湿角为13°，可润湿，为弱疏水型 结果分析：水和二甲苯的润湿角均小于90°，所以水和二甲苯均可在薄膜上湿润，二甲苯润湿角较小，所以它在薄膜上的润湿程度较大，相应的水的润湿程度较小。此有机薄膜为疏水型。 思考题 1．测试时间过长、液滴直径过大等对测试结果有何影响？ 测试时间过长由于晃动原因液滴的直径会变大，而体积相同的液滴直径变大会致使测量所得润湿角偏小。 2.比较样品与两种润湿剂的接触角，分析它们与介质的相溶性。 由测量结果可知，水在薄膜上的润湿角较大，则其在薄膜上的润湿程度较小，而二甲苯反之。所以聚苯乙烯（PS）相对来说更易溶于二甲苯而不易溶于水。