AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究

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毕业论文范文题目： AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究，论文范文关键词： AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究
AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究毕业论文范文介绍开始：
　　AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究，硕士学位论文，共61页。
　　摘要：氧化锌(ZnO)是一种直接宽禁带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，掺杂 Al 施主后所获得的掺铝氧化锌(AZO)纳米纤维具有优良的电学性能，可应用于微机械、传感器、透明导电薄膜等方面。本文采用静电纺丝法结合溶胶-凝胶法制备 AZO 纳米纤维和薄膜。
　　首先，采用乙酸锌作为锌源，硝酸铝作为掺杂剂，PVP 作为分散剂，乙二醇胺作为稳定剂，乙二醇甲醚作为溶剂，将其混合后经 60 ℃恒温磁力搅拌 2 h后制备出透明稳定的前驱体纺丝溶液，再通过电纺丝技术制备出具有六方纤锌矿结构尺寸均一的 AZO 纳米纤维。
　　然后，通过 ANSYS 模拟电纺丝过程中电场的分布，结合不同纺丝参数对定向纤维取向性的影响，确定了制备定向纤维的最佳的优化参数：接收距离为 160 mm，纺丝电压为 10 kV，接收装置宽度为 49 mm。在此工艺条件下实现了定向纤维的制备，获得了具有一定图案化的交织纤维，并对不同 Al3+掺杂浓度的纳米纤维的形貌结构和电学性能进行了表征。结果显示：随着 Al3+掺杂浓度的增加，晶粒尺寸不断减小；电阻率先减小后增大，载流子浓度先增大后减小。当 Al3+掺杂浓度为 2at%时，其电阻率最小为 5.1×10-3cm，载流子浓度最大为 8.5×10
　　20cm-3。
　　最后，采用电纺丝技术制备了 AZO 纳米纤维薄膜和 AZO 纳米颗粒薄膜，并对其表面形貌进行了比较分析，研究了一次和多次纺丝与热处理工艺对薄膜均匀性的影响。通过扫描电镜、原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计和霍尔效应测试仪对不同 Al3+掺杂浓度的 AZO 薄膜进行了表面形貌和光电性能的表征和分析。结果表明：采用多次纺丝与热处理工艺制备的 AZO 薄膜表面形貌平整、结构缺陷少；Al3+作为施主掺杂，随着掺杂浓度的增加，薄膜的透光率先增大后减小，方阻先减小后增大；当 Al3+掺杂浓度为 2at%时薄膜的可见光透过率最大
　　达到 90%，薄膜的方阻最小为 90-1□ 。
　　关键词：AZO 纳米纤维；静电纺丝技术；溶胶-凝胶；薄膜；多次纺丝与热处理工艺
　　
　　第一章绪论
　　在对动物纤维、植物纤维和矿物纤维的观察研究后，人们对纳米纤维材料的特性及其应用开始广泛关注。这种材料在三维空间尺寸上有两维处于纳米尺寸，属于线状材料，即一维纳米材料[1]。纳米纤维的最大特点是比表面积大，从而导致其表面能和活性的增大，产生小尺寸效应[2]、表面或界面效应[3]、量子尺寸效应[4]、宏观量子隧道效应[5]等。纳米纤维在化学、物理(热、光、电磁等)性质方面表现出特异性[6]。这些特性使得纳米纤维广泛应用在航空、电子、医药、食品、能源、服装等领域[7]，并推动相关领域的发展。纳米纤维材料可以作为纳米科技的基本构筑单元，在微型光电器件[8]、传感器[9]、能源技术[10]等尖端科技发挥不可替代的作用。
　　氧化锌(ZnO)作为宽禁带半导体材料，在室温下的禁带宽度为 3.37eV，具有优良的光电性能；同时 ZnO 具有高热稳定性和化学稳定性；掺入 Al 施主后，能有效地提高电导率，改善其电学性能。掺铝氧化锌(AZO)薄膜具有原材料丰富，性能优良、无毒稳定和良好的生物相容性等优点，是替代氧化铟锡(ITO)薄膜的理想材料，在太空领域有着广阔的应用前景。同时，AZO 作为太阳能电池的窗口材料[11]，也获得了国内外研究机构的高度关注。
　　1.1 AZO 纳米纤维
　　AZO 纳米纤维是通过 ZnO 纳米纤维掺入 Al 元素而获得的。ZnO 掺杂 Al 之后是 Al3+取代了部分 Zn2+的位置，并没有改变其结构，仍为六方纤锌矿结构，并沿(002)面择优取向，并且有更佳的光电性能。
　　.........

以上为本篇毕业论文范文 AZO纳米纤维的电纺丝法制备工艺研究的介绍部分。

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