【摘 要】
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对高阻隔薄膜痕量气体渗透过程的实时观察和定量测量,是研究OLED、QLED等柔性显示器件的水氧阻隔层、可控核聚变装置中氢同位素阻隔层的关键,对薄膜阻隔性能的测量可以为新阻隔材料的研发、制造工艺迭代、微观渗透机理的研究提供支撑。本文基于现有质谱法高灵敏痕量气体渗透装置,针对目前设备存在的测量参数单一、测量周期长、准确性低等问题开展了研究:在现有理论模型的基础上,通过对气体吸附、溶解、扩散、脱附等过程
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对高阻隔薄膜痕量气体渗透过程的实时观察和定量测量,是研究OLED、QLED等柔性显示器件的水氧阻隔层、可控核聚变装置中氢同位素阻隔层的关键,对薄膜阻隔性能的测量可以为新阻隔材料的研发、制造工艺迭代、微观渗透机理的研究提供支撑。本文基于现有质谱法高灵敏痕量气体渗透装置,针对目前设备存在的测量参数单一、测量周期长、准确性低等问题开展了研究:在现有理论模型的基础上,通过对气体吸附、溶解、扩散、脱附等过程进行了微观机理研究和非线性分析,建立宏观参数与材料微观特性之间的联系,从而构建出全过程渗透物理模型;另外针对仪器测量过程中所涉及的输入、转换、输出环节以及仪器不同的测量模式,确定了仪器的传递模型和测量不确定度,并通过设计变周期控制,提高仪器测量的准确度;最后,基于上述的渗透模型和信号传递模型,发展了伸缩采样的BP-神经网络算法以及基于数值求解-粒子群的拟合算法,并根据不同阶段信号的信噪比,赋予不同拟合权重,成功实现了缩短测量周期70%以上。另外,进一步将该算法扩展,成功应用于实际F2F叠层膜,纳米复合阻氢材料的拟合预估以及传热过程的参数拟合中。该研究有望实现高阻隔薄膜痕量气体渗透过程中的多参数、快速、准确测量,为痕量气体渗透规律研究和新材料研发提供实验和理论支撑。
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