【摘 要】
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为了促进绿色节能环保产业的发展,开发环境友好型材料刻不容缓,其中亲水性材料在净化环境和防雾等领域有着广泛应用,越来越受到人们的关注和研究。环境友好型的无机纳米TiO2-
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为了促进绿色节能环保产业的发展,开发环境友好型材料刻不容缓,其中亲水性材料在净化环境和防雾等领域有着广泛应用,越来越受到人们的关注和研究。环境友好型的无机纳米TiO2-SiO2复合薄膜材料在吸收紫外光后不仅具有优良的亲水性能,而且还能长时间保持亲水性能,同时它的制备成本又相对低廉,是一种极具研究价值与应用前景的薄膜材料。本文采用直流（DC）反应磁控溅射法,以普通玻璃载玻片为衬底,Ti-Si合金材料为靶材,在不同Si/Ti原子比和不同工艺参数（沉积时间、沉积气压、溅射功率、氧氩流量比、退火温度）条件下,制备了若干组TiO2-SiO2复合薄膜,并对这些TiO2-SiO2复合薄膜的结构、光学性能、亲水性能以及抗摩擦性能进行了表征与分析,得到的结论如下:（1）采用直流反应磁控溅射法制备的TiO2-SiO2复合薄膜呈现非晶态结构,TiO2-SiO2复合薄膜的光学带隙均大于纯TiO2薄膜。（2）随着复合薄膜中Si/Ti原子比的增大,TiO2-SiO2复合薄膜表面的粒子尺寸减小,TiO2-SiO2复合薄膜在可见光区的平均透过率逐渐增加。（3）TiO2-SiO2复合薄膜的亲水性能和抗摩擦性能与薄膜中的Si/Ti原子比有关。当TiO2-SiO2复合薄膜中Si/Ti原子比为1:2时,复合薄膜具有较佳的亲水性能和抗摩擦性能。（4）Si/Ti原子比固定不变时,膜厚和沉积速率影响TiO2-SiO2复合薄膜的表面形貌与成膜质量,从而影响复合薄膜的透过率、亲水性能与抗摩擦性能;退火处理后,TiO2-SiO2复合薄膜表面水接触角明显降低,亲水性增强,TiO2-SiO2复合薄膜的透过率较退火前明显降低,其光学禁带宽度明显减小。（5）当薄膜中Si/Ti原子比为1:2,溅射功率为150 W,沉积气压为1.0 Pa,氧氩流量比为1:2,沉积时间为120 min,退火温度为450℃时,TiO2-SiO2复合薄膜在可见光区的平均透过率为83.7%;经过紫外光照射2 h后,复合薄膜表面的水接触角降到了3.0°;在黑暗条件下放置30 h后,复合薄膜表面的水接触角缓慢升高到4.6°;复合薄膜表面的摩擦系数仅为0.12,具有优良的抗摩擦性能。
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