Al/CuO多层可反应性薄膜制备与反应性能研究

摘要

本文利用磁控溅射技术制备了在光刻胶上的多层的Al薄膜和CuO薄膜，研究了铝-氧化铜-铝-氧化铜-铝可反应性膜的制备与化学反应性能。用扫描电子显微镜（SEM）、三维视频显微镜和X-射线衍射仪（XRD）对薄膜的表面形貌、成分结构和晶相结构进行了表征。结果表明：在光刻胶上的薄膜最佳制备工艺条件与在玻璃上的薄膜最佳工艺不同，在光刻胶上沉积CuO薄膜，CuO薄膜的成长质量比在玻璃片上在最佳制备工艺条件下制备单层CuO薄膜的成长质量差，同样在光刻胶上沉积Al薄膜，Al薄膜的成长质量比在玻璃片上在最佳制备工艺条件下制备单层Al薄膜的成长质量差。X射线衍射图谱表明在光刻胶上的Al、CuO膜结构为多晶态；用扫描电子显微镜对在光刻胶上薄膜进行表面形貌的观察，Al膜较均匀致密，CuO膜表面较平整。实验得出Al膜和CuO膜在一定层数内可以反复制备。 从玻璃片上剥离多层薄膜，用差式扫描量热分析仪（DSC）分析表明，铝-氧化铜-铝-氧化铜-铝多层薄膜有2个主要的放热峰；第一个放热峰起始在573k左右，第二个放热峰起始在1073k左右。同时计算反应热，确定最佳的Al薄膜和CuO薄膜的厚度比使其完全反应。对点火后的物质进行了XRD分析，表明Al-CuO复合薄膜点火后有新物质Al2O3和Cu生成。计算了第二个放热峰反应的活化能并与第一个放热峰反应的活化能比较，说明在常温下Al/CuO薄膜反应很难，可以在常温下很稳定能保存很长时间，反应首先从第一步开始，反应完第一步后然才开始第二步反应。 推测反应的过程，建立反应模型，说明反应首先从Al/CuO的接触面开始，当接触面完全反应后反应在向接触面的垂直方向扩散；与反应的2个放热峰对应。建立反应温度模型，与实验现象比较符合，验证了反应温度模型的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1薄膜的制备技术

1.2传统电火工品的桥材料

1.3本文的主要研究内容

2 Al／CuO多层薄膜的制备和表征

2.1磁控溅射原理

2.1.1实验方法

2.1.2在光刻胶上的多层薄膜的制备

2.2薄膜的表面形貌表征

2.2.1扫描电子显微镜横表征

2.2.2三维视频显微镜表征

2.2.3薄膜的晶相结构

2.3小结

3 Al／CuO多层薄膜的化学反应性能

3.1多层薄膜的DSC检测

3.2 Al／CuO多层薄膜反应活化能

3.3 Al／CuO薄膜界面反应机理

3.4 Al／CuO薄膜反应温度

3.5 反应后的物相

3.6小结

4结论

致谢

参考文献