溶胶凝胶法制备氧化铝薄膜及其性能研究

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1、本科生毕业论文（设计）题目:溶胶凝胶法制备氧化铝薄膜及其性能研究姓名:柳杰学院:工学院专业:材料成型及控制工程班级:材控82班学号:3338225指导教师:杨和梅职称:讲师2012年5月2日南京农业大学教务处制目录摘要：1关键词：1Abstract：1Keywords:11绪论11.1选题背景及意义11.2纳米薄膜的分类21.3纳米薄膜的制备方法21.3.1蒸发冷凝法31.3.2溅射法31.3.3微波法31.3.4分子束外延31.3.5溶胶-凝胶法31．4氧化铝薄膜的国内外研究进展41．5本课题研究的主要内

2、容52氧化铝薄膜的制备52.1溶胶-凝胶法基本原理52.2实验方案72.3实验方法与过程72.3.1实验试剂与仪器72.3.2自制实验操作平台82.3.3基材预处理82.3.4溶胶的制备92.3.5涂覆102.3.6干燥102.3.7热处理102.4性能检测103实验结果与讨论113.1溶胶制备水解反应时间对胶体质量的影响113.2溶胶制备水解反应温度对胶体质量的影响113.3溶胶的PH值对溶胶过程的影响113.4热处理温度对薄膜性能的影响124结论与展望184.1结论184.2展望18致谢18参考文献：1

3、9溶胶凝胶法制备氧化铝薄膜及其性能研究材料成型及控制工程专业学生柳杰指导教师杨和梅摘要：以异丙醇铝为主要原料，采用溶胶-凝胶法在45钢表面制备了Al2O3薄膜涂层。研究结果表明，选用HNO3作为胶溶剂，HNO3用量在0.2（摩尔分数）、加水量为100~150（摩尔分数）、水解温度为85℃左右水解一个半小时，加入胶溶剂后水解温度为92℃左右，回流12个小时以上，将会得到透明稳定的溶胶液。45钢基体采用浸渍提拉法涂覆溶胶并干燥处理，最后在750℃左右的温度下热处理，通过透反射金相显微镜可以观察到均匀致密的Al2

4、O3膜，用显微硬度计测量可得到表面显微硬度最大值为1049.3HV。关键词：溶胶-凝胶法；Al2O3薄膜；45钢；显微硬度Themethodofsol-gelprocessesaluminafilmandstudyonitspropertiesStudentmajoringinMaterialFormingandControlEngineeringLiuJieTutorYangHemeiAbstract：Isopropanolaluminumasthemainrawmaterials，usingsol-ge

5、lmethodpreparationAl2O3filmcoatingon45steelsurface.TheresultsshowthattheselectionofHNO3aspeptizator，theamountofHNO3is0.2(molefraction)，theamountofwaterisabout100-150(molefraction)，hydrolysisaboutanhourandahalfin85℃，hydrolysistemperaturewasabout92℃afteraddi

6、ngthepeptizator，returningmorethan12hours，willgettransparentandstablesol.45steelsubstratebyusingdippingtirasmethodcoatingsolanddryprocessing，andthelastinthe750℃orsotemperaturesheattreatment，throughreflectionandtransmissionofmetallographicmicroscopecanobserv

7、etheuniformAl2O3thinfilm，withmicrohardnesstestermeasurementcangetthemaximumsurfacemicrohardnessis1049.3HV.Keywords:Sol-gelmethod；Aluminafilm；45steel；Microhardness1绪论1.1选题背景及意义材料是人类赖以生存和发展的物质基础，与信息、能源构成了21世纪现代文明的三大支柱。从古至今，材料的每次突破性发展都推动了社会的巨大变革。随着科学技术的不断发展，人

8、们对新材料的研究进一步深入以及对材料的研究尺度减小和维度降低。近年来出现了许多新型材料，例如，纳米材料团簇、薄膜材料等。使长期以来块材料占主导地位的材料领域受到巨大的考验，同时也注入了新鲜活力，人们的生活变得更加丰富多彩。随着高科技集成产业（集成电路、固体发光和激光器件、磁记录材料和器件等）的迅速发展，薄膜科学和技术越来越受到重视，这主要是因为薄膜的实际体积接近于零，薄膜科学的研究和开发对生产的贡献越来越大以及薄