三氧化钨薄膜的掺杂

三氧化钨薄膜掺杂不同的元素后会明显地改善其某些特性,例如提高薄膜对某种气体的灵敏度和选择性等。三氧化钨薄膜掺杂一般都是向三氧化钨溶胶中掺入金属离子或者以三氧化钨薄膜作衬底来溅射稀有金属,如Pt,Au等。金属离子都是以其氧化物或相应的金属盐的形式加入的,其中有LiN03, RbCl,CsCl,Bi(N03)3,AgN03,其余皆为金属氧化物。掺入不同的金属离子添加剂,制成的气敏元件特性会有明显的不同。掺钯或铂后大大提高对氢气的灵敏度,掺锂后三氧化钨薄膜的电致变色性能得到很大改善尤其是加快了着色时间和褪色时间,掺杂银可以提高三氧化钨薄膜对二氧化硫气体灵敏度。
 
S.Sekimoto等制备的光纤氢气传感器使用掺杂了钯或铂的三氧化钨薄膜作氢敏元件,测试结果
表明加入钯或铂可以提高薄膜对氢气的灵敏度,而且加入钯或铂可以缩短响应时间,尤其是掺铂响应更快速。YasuhiroShimizu等在三氧化钨薄膜中掺杂了1.0%的Ag有效地提高了在450℃下对SO2的灵敏度和选择性。C.O.Avellaneda等制备了掺杂15%Li 的三氧化钨薄膜,研究表明该掺杂薄膜的电致变色机理与未掺杂的三氧化钨薄膜相同,但未掺杂的薄膜着色和褪色时间都要长一些。C.N.Xu等在三氧化钨薄膜中掺杂了Au和三氧化钼以提高三氧化钨薄膜对NH3的选择性。
 
 
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三氧化钨薄膜材料制备及其性能(三)

(三)溶胶凝胶法
 
溶胶凝胶转变过程是指一个呈液态、分散高度均匀的体系(溶液或液胶)经化学方式或物理方式的处理,整体转变成一个呈类固态分散高度均匀的体系。溶胶凝胶法制备材料具有工艺简单、成本较低、低温合成、高度化学均匀性(包括掺杂物质在薄膜中有较好的均匀分布)、材料形状多样性等特点。目前溶胶凝胶法制备三氧化钨薄膜大致有以下几种类型:钨酸盐酸化法、钨粉过氧化聚钨酸法、钨酸盐的离子交换法、钨的醇盐水解法、氯化钨的醇化法等。
国内学者采用离子交换法从钨酸钠获得钨酸溶液,然后加入一定量的氨水和双氧水用来稳定镀膜液,用浸渍提拉法在ITO玻璃基片上成膜,150℃下烘烤30min,再反复涂膜,最后在350~500℃下加热2h,得到三氧化钨薄膜,研究表明加入一定量的氨水和双氧水可以稳定镀膜液和延长形成或凝胶的时间。
 
有学者采用钨粉过氧化聚钨酸法制备掺杂三氧化钨薄膜,将5g钨粉与20mlH2O2(30%)反应,不停搅拌直至钨粉完全溶解,用铂网除去未反应的H2O2后,加入20ml乙醇蒸发直至溶液从牛奶状变为透明橙色的溶胶,为了获得掺钯薄膜,在该溶胶中加入二氯化钯(也可在制备好的三氧化钨薄膜上溅射一层铂以达到掺杂铂的目的),采用提拉浸渍成膜法成膜,每次提拉浸渍的膜厚控制在400nm以下,以免如果要溅射催化剂而使薄膜龟裂,氢敏性测试表明用溅射法掺杂铂的三氧化钨薄膜(溶胶凝胶法制备的)是很好的气致变色薄膜,这是因为该掺杂薄膜在进入气致变色室之前在空气中有很好的稳定性,该掺杂薄膜对氢气的灵敏度高于在溶胶中掺杂钯的三氧化钨薄膜。
 
综合上述制备方法,要制备大表面的三氧化钨薄膜,溅射法和溶胶凝胶法是可行的制备方法,但溅射法工业化成本高,而溶胶凝胶法不仅成本低、操作简单,而且易于控制薄膜组成和微观结构,能实现工业化生产。因此,溶胶凝胶法势必将成为三氧化钨薄膜制备中最具有竞争力的方法。
 
 
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钨树脂屏蔽件与铅屏蔽件对比

射线遇到物质时会和物质产生相互作用,结果导致射线的强度变弱,这个变弱的程度和物质的原子序数和密度有关系,原子序数越大、密度越大,使射线衰减的能力越强。理论上,用任何物质都可以去屏蔽射线,但用量不同。

铅的原子序数和密度较大,可以用于屏蔽射线的物质。但钨树脂更适合用于屏蔽件的制作,因为铅密度比钨树脂小多(铅的密度为11.34g/cm³, 钨树脂的密度为12g/cm³),屏蔽性能比钨树脂差,且铅是有毒的,危害环境和人类的身体健康,所以钨树脂屏蔽件逐步取代了铅屏蔽,成为屏蔽件的最佳选择。

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松木车钨合金圆盘配重

松木车用钨合金圆盘密度比铅高1.7倍,因此一样重的圆盘配重钨合金圆盘配重要比铅的小。按重量通常分有2.8盎司、3.6盎司、3.8盎司以及4盎司的规格。松木车用钨合金圆盘的直径通常为0.38cm,厚度为0.52cm。厚度越大其重量越大。可以更好使用钨合金圆盘对松木车重量进行微调。更高的重量更方便进行松木车重量的微调。此外,钨合金无毒无污染,适合儿童使用。钨合金圆盘是松木车配重件常用的。

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钨树脂密度及冲击性能关系

钨树脂密度及冲击性能关系是随着密度的增加,钨树脂屏蔽复合材料对冲击强度依次降低,但密度较低时冲击强度的降低幅度较缓。密度在8.8-11.0g/cm³时增加基本呈线性降低,这是由于随着钨金属颗粒含量的增加,界面处的空隙也呈线性增加,而密度为11.8g/cm3的复合材料冲击强度下降幅度较大,这是由于钨粉含量过高,其他高分子物质已不能完全包裹钨金属颗粒,使得界面处的空隙大幅增加,因而冲击强度急剧下降。综合来看,密度11.0g/cm³复合材料冲击强度下降幅度较小,在可接受的范围之内。

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