Si/Ti原子比对TiO_2-SiO_2复合薄膜亲水性能与摩擦磨损性能的影响

摘要

采用直流(DC)反应磁控溅射法在玻璃上制备了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计、CA-XP150型接触角仪、UMT-2型多功能微摩擦仪,研究了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜微观结构、表面形貌、亲水性能和摩擦磨损性能。结果表明,所制备的纯TiO_2薄膜具有锐钛矿结构,其平均晶粒尺寸为11 nm,TiO_2-SiO_2复合薄膜呈现非晶结构,其粒子尺寸相对减小;随着Si/Ti原子比的增大,薄膜在可见光区的平均透过率从76. 6%增加到84. 3%。当复合薄膜中Si/Ti原子比为1∶2时,薄膜的摩擦系数为0. 11,薄膜具有最佳的亲水性能;在紫外光照射2 h后水接触角降到3. 0°;在黑暗中放置30 h后水接触角略增加到7. 7°。