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环保纳米镀镍技术介绍

环保纳米镀镍技术介绍
环保纳米镀镍技术介绍

ANN 880环保纳米碱性镀镍

纳米镍电镀层原理:

纳米微粒结构,通常指1nm~100nm固体微粒,比DNA体积还小,可以是非晶体、微晶聚合或微单晶,微粒尺寸上变化和限制将会产生的宏观物理、化学、力学等优越功能效果。(关乎:力学性能-硬度,韧性,耐磨、光学性能、电学性能、磁学性能、半导体特性、析氢催化特性、耐腐性能等等。)

纳米镍沉积基理,镀液中不含纳米金属原材料,是于电镀过程中,当金属离子传递到阴极,由于电荷传递反应形成吸复原子,最后形成晶格,电沉积过程中非常关键的步骤是新晶核的生成和晶体的成长,以上两个步骤的竟争直接影响到镀层生成晶粒,而且,高的阴极过电势、高的吸附原子总数和低的吸附原子表面迁移率,是大量形核和减少晶粒生长必要条件,使晶核和晶粒生长得到较大的抑制,能得纳米晶镀层。

环保型纳米镀镍工艺(此后简称纳米镍电镀)附有成本效益好处和优良工效率和有关工艺辅助产品是利用世界水平先进技术绿色化学纳米技术,加上,实际生产的技术要求而设计和配制,目的为代替高污染性化学镍和剧毒的传统氰化镀铜预镀工艺,适用于任何金属基材,例如:铁件、不锈刚、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等,滚挂镀均可。它不但可以节省镍金属用量超过50%,操作成本超过50%减少设备和废水处理成本,而且可避免氰化物危害的影响。目标为协助中国政府执行的清洁生产计划。纳米镍以添加剂形成推出市场,而使用者可自行组成工作液,代替旧电镀工艺。另外,容易操作,高污染容忍能力与富有大量生产的稳定性-能鼓励厂家有信心地将浪费和有害的生产工艺转为纳米镍工艺。

商品化计划:

计划范围应涵盖定位

绿色化学是解决世界环境基本水污染问题的方法其中之一种,与传统的污染整处理方法不同,通过改变化学产品或过程的内在本质,用来减少和消除有害物质的使用和产生。根据科学的原则,物质的化学结构同其毒性具有内在的关系,而绿色化学家,现利用纳米技术,设计和重新设计化学物质的分子结构,使其具备的特性又避免减少有毒基团的使用和产生。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,极少副产品,甚至达到原子的经济性,经简单处理后,污水容易达标而排放。因此,绿色化学不但可防止环境污染,亦可提高资源与能源利用率,提高化工过程的经济效益,务使化工过程变成可持续发展的技术基础。对于开发电镀配方和在实际生产流程的应用,利用多年经验,更有使用无氰电镀技术取代氰化物的技术,达到中国政府规定的工业清洁生产指标,加上,应用先进纳米技术,改良电镀配方基本结构与工艺,为我们的下一代缔造一个绿色的生活环境。

致力开发与批发销售无氰电镀和纳米环保新产品,目标为淘汰传统有氰电镀和有污染性的旧工艺,改进污水防治处理方法,节能减排,降低成本,协助中国政府能尽快施行为工业而设立的清洁生产发则。而且,对于解决生产和实际应用方面的配合问题提供技术意见。

中国政府施行政策(污水防治):

只能接纳该地区现有电镀类企业入电镀基地经营,不得新增电镀类企业。电镀基地应积极推广使用无氰电镀,对已有成熟无氰的电镀工艺(如镀锌等),禁止使用含氰电镀;对镀金、银、铜、基合金及镀铜打底工艺等尚无成熟无氰替代工艺的,在无氰电镀工艺成熟时即行替代。

应用纳米技术研发的环保型产品,能完全取代传统氰化镀铜预镀和传统化学镍,适用于铁件、不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等,挂镀或滚镀均可。

经济效益:

●节省镍金属用量超过50%。

●节省工作液维护成本超过50%。

●设备和污水处理简单。

●提高生产效率超过50%。

优越的产品功能:

●没有周期限制。

●开缸成本低 (每公升工作液约人民币16元)。

●并通直流电源(每平方分米约电流0.5-6A或电压约4-15V)。

●纳米镀层厚度可在3-5微米之间,镍金属用量可节省约50%以上。

●防腐能力极高;硬度媲美化学镍镀层。

●沉积速度与电流、时间和温度成正比。

●低镍盐浓度(每公升工作液只有29克硫酸镍),减少带水损耗。

●电镀时间:挂镀约5分钟;滚镀约30分钟。

●覆盖非常平均,洁白,无论高位及低位一致,并无偏差;深镀能力极好。

●对油性有极高容忍力。

●不用打气;常温操作,不用加热;操作容易。

●镀液对杂质污染有极高容忍能力。

●可调节镀层的光亮性。

●纳米镍层经一般稀酸活化后,可继续上镀光镍出光,比较一般时间为短。

●环保型产品,不含任何有毒作份,操作安全。只要在紫外光和日照下,净化污水,能达标排放,

处理费用极低。

●滚挂镀均可。

物理特性:

工作液组成(一公升工作液):

操作条件:

配制程序:

先用100cc纯水将29克硫酸镍溶解,然后添加200毫升ANN880U(R1), 添加300cc纯水稀释,用氢氧化钾溶液调节至中性,再加入ANN880M(R1), 再用氢氧化钾调至pH7-9左右, 最后, 添加纯水到一公升为止,和添加15cc氨水后,搅拌15分钟,电解15分钟后,开始使用。

设备:

用耐

工作液维护:

纳米材料的制备技术及其特点

纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法

纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中

纳米材料在化学化工领域的应用

纳米材料在化学化工领域的应用 姓名王楠 学号140122011041 专业年级高分子材料与工程2011级 2014年5月

前言 纳米材料是指在纳米量级(1~100 nm)内调控物质结构制成具有特异功能的新材料,其三围尺寸中至少有一维小于100 nm,且性质不同于一般的块体材料。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,在电子、能源、生物、材料、航空航天、化学化工等领域都发挥了巨大作用,对人类和社会也产生了重大的影响。 纳米材料的应用前景十分广阔,在化学化工中的应用,主要是新型催化剂、材料防腐、环保领域等,对整个社会和人类的发展起到了巨大的推动作用。 1.纳米材料在催化方面的应用 催化剂在许多化学化工领域起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应速度和反应效率,节省了资源,使经济效益提高,并且降低了环境污染。 1.1光催化反应 纳米粒子作光催化剂具有粒径小、粒子达到表面数量多、光催化效率高、纳米粒子分散在介质中具有透明性、容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移,以及纳米粒子光催化剂易受氧化还原的影响等特点。采用TiO?进行苯酚的光催化分解,当颗粒尺寸小于16nm时会出现明显的量子尺寸效应,其UV吸收明显蓝移,催化活性也有明显提高。将纳米TiO?涂在高速公路照明设备的玻璃罩表面上,由于光催化活性高,可以分解表面的油污,从而使表面保持良好的透光性。 1.2氢催化反应 在纳米碳管上负载铑膦配合物作为丙烯加氢甲酰化催化剂,可得到高的丙烯转化活性及高的丁醛选择性,这可能是与碳纳米管的纳米内腔的空间立体选择性及由碳六元环构成的憎水性表面相关引起的。采用尺寸为5nm的纳米钯负载于TiO?上进行己烯催化加氢反应,在常温常压下就可100% 的转化为己烷,而用普通的钯催化剂在同等条件下只能得到29.17% 的己烷、21.16% 的己烯异构体和48.17% 的1-己烯。

纳米技术在环境保护中的应用

纳米技术在环境保护中的应用 纳米技术具有极大的理论和应用价值,纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。 纳米技术研究在0.1.100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料 是指在三维空间中,至少有一维达到纳米尺度范围。或以其为基本单位所构成的材料。纳米 材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性,众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生 深远的影响。 一.纳米技术在水处理中的应用 1)纳米催化剂 目前用于水处理的纳米催化剂,主要指光催化剂,如Ti02,Cd5,ZnO等,其中TiO:因其活性高、稳定性好、对人体无害而最受重视。Matthews等P1曾对水中34种有机污染物的光催化降解进行研究,结果表明该方法可将水中的烃类、卤代物、轻酸盐表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等污染物转化成CO;和H2O等无害物质。利用纳米光催化剂光催化降解有机废水是其最重要的用途之一纳米TiO:玻璃薄膜光催化剂,可将玫瑰红B催化降解为C02,H 20及一些其它的简单无机物。用溶胶一箭胶法制备的8层粒径为21.2nm的锐钦矿T102(存在于玻璃薄膜中),在(28-0.5)℃和振摇条件下,可使初始浓度为9.87 x 10“一10.46‘10 6的玫瑰红B在150min内的降解率达到80%多(以高压汞灯为光源),反应速率对时间和浓度均为一级反应[21。用纳米二氧化钦粉末催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液,在多云的条件下,光照12h,浓度为0.5mg/L的苯酚已降解为零,浓度为lmg几的十二烷基苯磺酸钠也基本降解137。采用纳米二氧化钦催化降解技术来处理纺织工业污水,省钱、高效、节能,最终能使有害有机物完全矿化,且不存在二次污染 2)处理无机污染废水 污水中的重金属对人体的危害很大,重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力同。如纳米TiO:能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面,井将其还原为细小的金属晶体,既消除了废水的毒性,又回收了贵重金属。 3)处理有机污染废水 大量研究表明纳米TiO:等作为光催化剂,在阳光下催化氧化水中的有机污染物。使其迅速降解。至今为止己知纳米TiO:能处理80余种有毒污染物,它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质图。例如Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru/TiO:作催化剂,对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解,废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99.6%,并使废水完全脱色。经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验表明,用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。 4)自来水的净化处理 新型纳米级净水剂r7的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂AI:0,的10~20倍,能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀,然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置,有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后,可以100%除去水中的细菌、病毒。得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大,在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时,会被过滤掉,水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。 二。纳米材料在大气污染治理方面的应用 1)空气中硫氧化物的净化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体,如果在燃料燃烧的同时加

纳米材料综述要点

纳米材料综述 一、基本定义 1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着 纳米科学技术的正式诞生。 1、纳米 纳米是一种长度单位,1纳米=1×10-9米,即1米的十亿分之一,单位符 号为 nm。 2、纳米技术 纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行 精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和 相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技 术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出 具有特定功能的产品。 纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段: 第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段,合成纳米块体(包括薄膜,研究评估表征的方法,探索纳米材料的特殊性能。研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。 第二阶段 (1990年~1994年人们关注的热点是设计纳米复合材料: ?纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合, ?纳米微粒与常规块体复合(0-3复合, ?纳米复合薄膜(0-2复合。 第三阶段(从1994年至今纳米组装体系研究。它的基本内涵是以纳米颗粒 以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。 3、纳米材料 材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米 材料。纳米材料和宏观材料迥然不同,它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。

图1 纳米颗粒材料SEM图 二、纳米材料的基本性质 由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题,可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用,从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成

纳米加工技术

纳米加工技术及其应用江苏科技大学机械学院 学号:1 姓名:原旭全

纳米尺度的研究作为一门技术,是80年代刚刚兴起的.它所研究的对象是一般研究机构很难涉猎的即非宏观又非微观的中间领域,有人称之为介观领域.所谓纳米技术通常指纳米级~l00nm)的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术.纳米技术主要包括纳米级精度和表面形貌的测量;纳米级表层物理、化学、机械性能的检测;纳米级精度的加工和纳米级表层的加工一一原子和分子的去除、搬迁和重组;纳米材料;纳米级微传感器和控制技术;微型和超微型机械;微型和超微型机电系统;纳米生物学等;纳米加工技术是纳米技术的一个组成部分.纳米加工的含义是达到纳米级精度(包括纳米级尺寸精度,纳米级形位精度和纳米级表面质量)的加工技术. 其原理使用极尖的探针对被测表面扫描(探针和被侧表面不接触),借助纳米级的三维位移控制系统测量该表面的三维微观立体形貌. 材料制造技术. 著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化.他说的材料即现在的纳米材料.纳米材料是由纳米级的超微粒子经压实和烧结而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为l一100nm.它包括体积份数近似相等的两部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面.纳米材料的两个重要特征是纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界.这导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变.如:纳米陶瓷由脆性变为100%的延展性,甚至出现超塑性.纳米金属居然有导体变成绝缘体.金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可大大降低静电作用.纳米Tiq按一定比例加入到化妆品中,可有效遮蔽紫外线.当前纳米材料制造方法主要有:气相法、液相法、放电爆炸法、机械法等. l)气相法:1热分解法:金属拨基化合物在惰性介质(N2或洁净油)中热分解,或在H冲激光分解. 此方法粒度易控制,适于大规模生产.现在用于Ni、Fe、W、M。等金属,最细颗粒可达3一10nm.o真空 蒸发法:金属在真空中加热蒸发后沉积于一转动圆的流动油面上;可用真空蒸馏使颗粒浓缩.此法平均颗粒度小于10nm. 2)液相法:1沉积法:采用各种可溶性的化合物经混合,反应生成不溶解的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐或有机盐等沉淀.把过滤后的沉淀物热分解获得高强超纯细粉.采用此工艺制备出均质的玻璃和陶瓷.由于该法可制备超细(10nm一100nm)、化学组成及形貌均匀的多种单一或复合氧化物粉料.已成为一种重要的超细粉的制备方法. 3)放电爆炸法:金属细丝在充满惰性气体的圆筒内瞬间通人大电流而爆炸.此法可制造等难熔金属的超细颗粒(25一350nm),但不能连续操作. 4)机械法:利用单质粉末在搅拌球磨(AttritorMill)过程中颗粒与颗粒间和颗粒与球之间的强烈、 频繁的碰撞粉碎.近几年大量采用搅拌磨,即利用被搅拌棍搅拌的研磨介质之间的研磨,将粉料粉碎粉碎效率比球磨机或振动磨都高. (3)三束加工技术:可用于刻蚀、打孔、切割、焊接、表面处理等. l)电子束加工技术:电子束加工时,被加速的电子将其能量转化成热能,以便除去穿透层表面的原子,因此不易得到高精度.但电子束可以聚焦成很小的束斑(巾

纳米材料用在哪方面

纳米技术是新世纪一项重要的技术,为多个行业带来了深远影响。纳米技术包含几个方面:纳米电子学,纳米生物学,纳米药物学,纳米动力学,以及纳米材料。其中,纳米材料主要集中在纳米功能性材料的生产,性能的检测。其独特性使它应用很广,那么,纳米材料用在哪方面呢 1、特殊性能材料的生产 材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应(即体积效应)使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体(如SiC、WC、BC等),且不用添加剂仍能保持其良好的性能。另一方面,由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性,所以它又可作为烧结过程的活化剂使用,以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结,而当掺入%%的纳米镍粉后,烧结成形温度可降低到1200℃-1311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同,所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。 纳米材料的小尺寸效应和表面效应,不仅使其熔点降低,且相变温度也降低了,从而在低温下就能进行固相反应,获得烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低,故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能,它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应,这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域,并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。 2、生物医学中的纳米技术应用 从蛋白质、DNA、RNA到病毒,都在1-100nm的尺度范围,从而纳米结构也

纳米技术的应用与前景

纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技,我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技,有着我们未所发掘到潜能与实用价值,在这个世代,各种技术的发展迅速,随着纳米技术的进一步发展,可以作为一种催化剂,促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米(一种长度计量单位,等于1/1000,000,000米)尺度附近的物质,其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”,其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲,包括如下领域: 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程,但纳米技术已经证明,可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体,使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式,如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力,它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说:“当我们进入21世纪时,纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响,至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计,纳米技术在新世纪中的应用前景广阔,已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域,信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看,人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究,则是1959年,这一年,著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为,能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器,而这较小的机器又可制作更小的机器,这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末,美国MIT(麻省理工大学)的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初,德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒,并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来,这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言,尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成,碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子,其强度是钢的100倍,直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达,一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学,因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业,是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理

纳米科技与纳米技术

纳米技术 1510700224 韦甜甜纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,也称毫微技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。 1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 利用纳米技术将氙原子排成IBM纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 在我国,纳米技术早已融入到大众的生活了,包括很多涂料、纤维材料、燃料、高分子合成和纺织品加工处理技术等等。其实纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。 纳米技术内容 1、纳米材料 当物质到纳米尺度以后,大约是在0.1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。 如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。 过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,像铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 为什么磁畴变成单磁畴,磁性要比原来提高1000倍呢?这是因为,磁畴中的单个原子排列的并不是很规则,而单原子中间是一个原子核,外则是电子绕其旋转的电子,这是形成磁性的原因。但是,变成单磁畴后,单个原子排列的很规则,对外显示了强大磁性。 这一特性,主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 2、纳米动力学 主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.

纳米材料的特性及其环境保护的应用

纳米材料的特性及其环境保护的应用 黄翔化学工程学院材料091 摘要概述纳米材料的特性及其环境保护的应用。纳米材料具有表面与界面效 应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。根据纳米材料的吸附和光催化作用,综述了纳米材料在废水处理、废气处理、固体垃圾处理、环境监测等方面的应用。关键词纳米材料特性环境保护吸附 纳米技术是20 世纪80 年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科,包括纳米材料和纳米结构两部分。纳米材料是指平均粒径在纳米量级(1~100nm)范围内的固体材料的总称。纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。人们发现,当物质被粉碎到纳米微粒时,所得的纳米材料不仅光、电、磁特性发生变化,而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新的特性。发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。 Application of Nano-material in Environment Protection Abstract: The adsorption and ray catalyze performance of nano-material is briefly introduced.The application of nanomaterial in waste water disposal,air pollution,solid rubbish disposal and environment monitoring is stated.The development in application in environment protection is also proposed.、 keywords: nano-material; environment protection; adsorption; catalyze 1基本概念 纳米材料 1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100 nm 以下的材料为纳米材料[1]。由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100 nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100 nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。橡胶工业常用的纳米材料以非金属类为主,可分为金属氧化物(如氧化锌、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁等)和无机盐类(如轻质碳酸钙和陶瓷)。 2纳米材料的特性

微纳米加工技术及其应用

绪论 1:纳米技术是制造和应用具有纳米量级的功能结构的技术,这些功能结构至少在一个方向的几何尺寸小于100nm。 2:微纳米技术包括集成电路技术,微系统技术和纳米技术;而微纳米加工技术可获得微纳米尺度的功能结构和器件。 3:平面集成加工是微纳米加工技术的基础,其基本思想是将微纳米机构通过逐层叠加的方式筑在平面衬底材料上。(类似于3d打印机?) 4:微纳米加工技术由三个部分组成:薄膜沉积,图形成像(必不可少),图形转移。如果加工材料不是衬底本身材料需进行薄膜沉积,成像材料的图形需转化为沉积材料的图形时需进行图形转移。(衬底材料,成像材料,沉积材料的区别和联系) 5:图形成像工艺可分为三种类型:平面图形化工艺,探针图形化工艺,模型图形化工艺。平面图形化工艺的核心是平行成像特性,其主流的方法是光学曝光即“光刻“技术;探针图形化工艺是一种逐点扫描成像技术,探针既有固态的也有非固态的,由于其逐点扫描,故其成像速度远低于平行成像方法;模型图形化工艺是利用微纳米尺寸的模具复制出相应的微纳米结构,典型工艺是纳米压印技术,还包括模压和模铸技术。 6:微米加工和纳米加工的主要区别体现在被加工结构的尺度上,一般以100nm 作为分界点。 光学曝光技术 1:光学曝光方式和原理 可分为掩模对准式曝光和投影式曝光。其中,掩模对准式曝光又可分为接触式曝光和邻近式曝光,投影式曝光又可分为1∶1投影和缩小投影(一般为1∶4和1∶5)。 接触式曝光可分为硬接触和软接触。其特点是:图形保真度高,图形质量高,但由于掩模与光刻胶直接接触,掩模会受到损伤,使得掩模的使用寿命较低。采用邻近式曝光可以克服以上的缺点,提高掩模寿命,但由于间隙的存在,使得曝光的分辨率低,均匀性差。 掩模间隙与图形保真度之间的关系 W=k√ 其中w为模糊区的宽度。 掩模对准式曝光机基本组成包括:光源(通常为汞灯),掩模架,硅片台。 适用范围:掩模对准式曝光已不再适用于大规模集成电路的生产,但却广泛应用于小批量,科研性质的以及分辨率要求不高的微细加工中。 投影式曝光:投影式曝光广泛应用于大批量大规模集成电路的生产。 评价曝光质量的两个参数:分辨率和焦深。

§2 几种重要的环保纳米材料

§2 几种重要的环保纳米材料 2.1 纳米TiO2 2.1.1 在治理有机污染物方面的应用 纳米TiO2光催化剂能有效地降解有机污染物,其机理就是通过催化剂表面产生的强氧化性的自由基致使有机物氧化分解.最终使之矿化。因这种氧化作用无选择性,且有较高的分解效率,所以环境中的多种有机污染物均可被氧化分解而消除。 2.1.1.1 卤代有机化合物 卤代有机化合物包括卤代脂肪烃、卤代芳香烃和卤代脂肪酸等。这类物质在美国和欧共体公布的环境优先污染物黑名单中占有相当大的比例。由于其种类繁多、应用广泛、对人类和其他生物毒性较强、对自然环境污染严重,因而研究其催化降解条件、机理及治理方法均具有重要的现实意义。Willie和Prudent等人分别用普通TiO2粉末进行了卤代脂肪烃、卤代有机酸和卤代芳烃的光催化降解实验研究,并详尽探讨了光催化降解机理。1992年,李田等人对饮用水中9种卤代有机物进行了光催化降解的实际和模拟研究,并得到了9种卤代有机物的光催化降解半衰期,结果表明饮用水中多种有机物被同时去除,水质得以全面改善。2.1.1.2 染料 农药分为除草剂和杀虫剂,大都是有机磷、有机氯及含氮化合物。它们在大气、土壤和水体中停留时间长,危害范围广,且难以降解,故其在自然界的环境化学行为深受人们的关注。1999年,郑巍等人研究了由CMC—Na附载普通TiO2光催化降解农药的过程,降解率达50%以上,降解速率符合一级动力学方程,并探讨了以自然光为光源催化降解咪呀胺的可行性。1996年,陈士夫等人以四异丙醇钛为原料,用S—R法制备的TiO2,胶体,经烧结后生成的粉末附载于玻璃纤维.对有机磷农药进行了光催化降解研究。结果表明,浓度较低的有机磷农药在375W中压汞灯照射下短时间内被完全分解为磷酸根,效果显著。光催化分解农药的优点是它不会产生毒性更高的中间产物,这是其他方法所无法相比的。2.1.1.4 表面活性剂 表面活性剂在工农业和人们生活中有着广泛的应用,已对水环境造成严重污

纳米材料与技术思考题2016

纳米材料导论复习题(2016) 一、填空: 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时,可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束,仅能在个方向自由运动,即电子在 个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的,又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低,其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面,包括、等 9.根据原料的不同,溶胶-凝胶法可分为: 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成:、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小,其带隙增加,相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动,即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为

14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向,可将其分成三种结构:、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题:(每题5分,总共45分) 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些? 2、纳米材料的分类? 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别? 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导(电阻)有什么不同于粗晶材料电导的特点? 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象 7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么? 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响?画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技,是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度范

纳米科学与微纳制造》复习材料.docx

《纳米科学与微纳制造》复习材料1、纳米材料有哪些危害性? 答:纳米技术对生物的危害性: 1)在常态下对动植物体友好的金,在纳米态下则有剧毒; 2)小于 100nm的物质进入动物体内后,会在大脑和中枢神经富集,从而影响动物的正常生存; 3)纳米微粒可以穿过人体皮肤,直接破坏人体的组织及血液循环。 2、什么是纳米材料、纳米结构? 答:纳米材料:纳米级结构材料简称为纳米材料,是指组成相或晶粒结构的尺寸介于1nm~100nm范围之间,纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。 纳米材料有两层含义: 其一,至少在某一维方向,尺度小于 100nm,如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜,或构成整体材料的结 构单元的尺度小于 100nm ,如纳米晶合金中的晶粒 ; 其二,尺度效应:即当尺度减小到纳米范围,材料某种性质发生神奇的突变,具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。 纳米结构:以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系。 3、什么是纳米科技? 答:纳米科技是研究在1-100nm 内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术。 4、什么是纳米技术的科学意义? 答:纳米尺度下的物质世界及其特性,是人类较为陌生的领域,也是一片新的研究疆土在宏观和 微观的理论充分完善之后,再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现,这也是新技术发展的 源头;纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现,我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的 学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的,在这一尺度下,充满了原始创新的机会因此,对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题,科学家有着极大 的好奇心和探索欲望。 5、纳米材料有哪 4 种维度?举例说明 答:零维:团簇、量子点、纳米粒子 一维:纳米线、量子线、纳米管、纳米棒

纳米材料在实际生活中的应用

在现实生活中,纳米技术有着广泛的用途。 1、超微传感器传感器是纳米微粒最有前途的应用领域之一。纳米微粒的特点如大比表面积、高活性特异物性、极微小性等与传感器所要求的多功能、微型化、高速化相互对应。另外,作为传感器材料,还要求功能广、灵敏度高、响应速度快、检测范围宽、选择性好、耐负荷性高、稳定可靠,纳米微粒能较好地符合上述要求。 2、催化剂在化学工业中,将纳米微粒用做催化剂,是纳米材料大显身手的又一方面。如超细硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药有效催化剂;超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂;超细银粉可以作为乙烯氧化的催化剂;超细的镍粉、银粉的轻烧结体作为化学电池、燃料电池和光化学电池中的电极可以增大与液相或气体之间的接触面积,增加电池效率,有利于小型化。 超细微粒的轻烧结体可以生成微孔过滤器,作为吸附氢气的储藏材料。还可作为陶瓷的着色剂,用于工艺美术中。 3、医学、生物工程尺寸小于10纳米的超细微粒可以在血管中自由移动,在目前的微型机器人世界里,最小的可以注入人的血管,它一步行走的距离仅为5纳米,机器人进行全身健康检查和治疗,包括疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物等,还可以吞噬病毒,杀死癌细胞。这些神话般的成果,可以使人类在肉眼看不见的微观世界里享用那取之不尽的财富。 4、电子工业量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作,因此它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。另外,量

子元件还可以使元件的体积大大缩小,使电路大为简化,因此,量子元件的兴起将导致一场电子技术的革命。目前,风靡全球的因特网,如果把利用纳米技术制造的微型机电系统设置在网络中,它们就会互相传递信息,并执行处理任务。不久的将来,它将操纵飞机、开展健康监测,并为地震、飞机零件故障和桥梁裂缝等发出警报。那时,因特网亦相形见绌。 5、“会呼吸”的纳米面料。 纳米是一种基于纳米材料的化学处理技术,纳米布料是用一种特殊的物理和化学处理技术将纳米原料融入面料纤维中,从而在普通面料上形成保护层,增加和提升面料的防水、防油、防污、透气、抑菌、环保、固色等功能,可广泛应用于服装、家用纺织品以及工业用纺织品。 经过纳米技术处理的布料及图示 * 将经纳米技术处理之布料覆盖在水杯口上. 将少量清水倾倒于布料表面. * 清水凝聚成水珠, 在布料表面流动. 清水不会渗入布料纤维内. 经瑞典纳米技术处理后的产品特点: 防水:未经处理的织物防水特性指标为1(完全湿透),而经过处理的防水特性指标为5(没有沾湿)。 防油:未经过处理的织物的防油特性指标为0,而经过处理的防油特性指标为6(最高为8)。 防污:经过瑞典纳米技术处理后的织物,在污渍附著上有非常明显的降

纳米材料及其应用前景

纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪,纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用,并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词:纳米材料;功能;应用; 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题,可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、 强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用,从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展,已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

微光刻与微纳米加工技术

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陈宝钦:微光刻与微/纳米加工技术 源的选择),选择相应的分辨率增强技术,以及分析相关的数据并对已有模型进行校准等工作。光刻模型主要包括光刻胶模型、()PC模型以及成像模型等。随着光刻设备的升级换代、RET的广泛应用,精确的模型需要充实。如超高数值孔径的浸没式光刻中的光学极化效应等。DFM可理解为,以快速提升芯片成品率及降低生产成本为目的,统一描述芯片设计中的规则、工具和方法,从而更好地控制设计电路向物理芯片的复制。是一种可预测制造过程中工艺可变性的设计,使得从设计到芯片制造的整个过程达最优化。DFM包括参数成品率、系统成品率和随机成品率的设计,以及可靠性、测试和诊断的设计,而相关EDA算法工具的开发应用是解决问题的关键所在。 1.3浸没透镜与两次曝光光刻技术 提高光刻分辨率有三种途径。一是缩短曝光光源波长,需要价格高昂的原理性设备换代;二是改善工艺因子K,。其代价是缩小了制造工艺窗口,同时还需要改变集成电路版图的设计规则、改善光刻胶的工艺和分辨率增强技术。对于目前主流的193nm光源的光刻技术来说,还难以满足45nm节点生产的需求;第三种途径就是在改善光学系统数值孔径上继续做文章。由于目前曝光镜头数值孔径已经接近1,再要提高光学透镜的数值孔径就需要设计更大口径、更复杂的镜头,这已经不太现实了。因此光刻专家们根据高倍油浸显微镜提高分辨率的原理,设法在曝光镜头的最后一个镜片与硅片之间增加高折射率的液体(如水)作为介质,以达到提高分辨率的目的。因为提高该介质的折射率町以加大光线的折射程度,等效地加大镜头口径尺寸与数值孔径,同时可以显著提高焦深(DOF)和曝光工艺的宽容度(El。)。浸没光刻技术莺点需要解决的问题是水迹、气泡和污染等缺陷困扰。目前采用193nm光源的浸没光刻(Immersion,193i)技术已经成为65nm和45nm光刻的主流技术。要想把193i技术进一步推进到32nm和22nm的技术节点,光刻专家还在寻找新技术,在没有更好的新光刻技术出现前。两次曝光技术(或叫两次成型技术,DPT)成为人们关注的热点。DPT的原理很简单,就是把原来一次光刻难以分辨的掩模图形交替式地分成两块掩模,每块掩模上图形的分辨率可以减少一半,减少了曝光设备分辨率的压力,同时还可以利用第二块掩模版对第一次曝光的图形进行修整。两次曝光有效地拓展了,现有曝光设备干法光刻的应用,不必等待更高的分辨率和更高数值孔径系统的出现就可以投入下一个节点产品的生产。两次曝光技术在使用中。很像移相掩模技术中的位相冲突问题,需要重点解决分色冲突问题。为此还有可能需要三次曝光光刻(TPT)。两次曝光技术可以是两次曝光两次刻蚀方式(1itho—etch—litho—etch);也可以是第一次曝光显影后进行抗蚀剂固化处理后再涂胶进行第二次曝光显影,最后一起刻蚀的方式(1itho-process—litho—etchalterna-tives)。此外。过去经常使用的牺牲体结构侧墙技术的自对准两次成型技术(self—aligned(spacer)doublepatterning)也可以归入两次曝光技术中。当然,两次曝光技术也有问题,如对套刻精度要求更苛刻和生产效率降低等问题。 (未完待续) 作者简介: 陈宝钦(1942一)男,福建人.中国 科学院微电子研究所研究员,博士生导师。 主要从事光掩模、电子束光刻、微光刻与 微纳米加工与技术的研究。 -??..-?-卜_?-..-—卜-?卜-—卜-?..。+-?卜-?卜??..-?..-—..-—-.-。+。+‘+*?卜-?—卜-—..-?卜-?..。+-—..?—-卜-?..。+-—.-?—-..-?.. 下期部分目次预告 高压I.DM()s两层金属场板的优化设计 高方块电阻发射区单晶硅太阳电池的性能优化 AlGaN/GaNHEMT器件工艺的研究进展 大孔Ti02一ZnO复合纳米材料的制备及其光催化性能一种适用于高灵敏微磁传感器的I,M()膜制备与分析 2011年1月聚苯胺纳米材料的合成与应用 基于MEMS的新型高场不对称波形离子迁移谱 纳米磁性液体合成装置的研制及其应用 基于光诱导介电泳的微粒自动化操作方法研究 MEMS集成宽町调范围滤波器的设计与制作 微纳电子枝术948卷第1期 5 万方数据

环保纳米镀镍技术介绍

ANN 880环保纳米碱性镀镍 纳米镍电镀层原理: 纳米微粒结构,通常指1nm~100nm固体微粒,比DNA体积还小,可以是非晶体、微晶聚合或微单晶,微粒尺寸上变化和限制将会产生的宏观物理、化学、力学等优越功能效果。(关乎:力学性能-硬度,韧性,耐磨、光学性能、电学性能、磁学性能、半导体特性、析氢催化特性、耐腐性能等等。) 纳米镍沉积基理,镀液中不含纳米金属原材料,是于电镀过程中,当金属离子传递到阴极,由于电荷传递反应形成吸复原子,最后形成晶格,电沉积过程中非常关键的步骤是新晶核的生成和晶体的成长,以上两个步骤的竟争直接影响到镀层生成晶粒,而且,高的阴极过电势、高的吸附原子总数和低的吸附原子表面迁移率,是大量形核和减少晶粒生长必要条件,使晶核和晶粒生长得到较大的抑制,能得纳米晶镀层。 环保型纳米镀镍工艺(此后简称纳米镍电镀)附有成本效益好处和优良工效率和有关工艺辅助产品是利用世界水平先进技术绿色化学纳米技术,加上,实际生产的技术要求而设计和配制,目的为代替高污染性化学镍和剧毒的传统氰化镀铜预镀工艺,适用于任何金属基材,例如:铁件、不锈刚、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等,滚挂镀均可。它不但可以节省镍金属用量超过50%,操作成本超过50%减少设备和废水处理成本,而且可避免氰化物危害的影响。目标为协助中国政府执行的清洁生产计划。纳米镍以添加剂形成推出市场,而使用者可自行组成工作液,代替旧电镀工艺。另外,容易操作,高污染容忍能力与富有大量生产的稳定性-能鼓励厂家有信心地将浪费和有害的生产工艺转为纳米镍工艺。 商品化计划: 计划范围应涵盖定位 绿色化学是解决世界环境基本水污染问题的方法其中之一种,与传统的污染整处理方法不同,通过改变化学产品或过程的内在本质,用来减少和消除有害物质的使用和产生。根据科学的原则,物质的化学结构同其毒性具有内在的关系,而绿色化学家,现利用纳米技术,设计和重新设计化学物质的分子结构,使其具备的特性又避免减少有毒基团的使用和产生。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,极少副产品,甚至达到原子的经济性,经简单处理后,污水容易达标而排放。因此,绿色化学不但可防止环境污染,亦可提高资源与能源利用率,提高化工过程的经济效益,务使化工过程变成可持续发展的技术基础。对于开发电镀配方和在实际生产流程的应用,利用多年经验,更有使用无氰电镀技术取代氰化物的技术,达到中国政府规定的工业清洁生产指标,加上,应用先进纳米技术,改良电镀配方基本结构与工艺,为我们的下一代缔造一个绿色的生活环境。 致力开发与批发销售无氰电镀和纳米环保新产品,目标为淘汰传统有氰电镀和有污染性的旧工艺,改进污水防治处理方法,节能减排,降低成本,协助中国政府能尽快施行为工业而设立的清洁生产发则。而且,对于解决生产和实际应用方面的配合问题提供技术意见。 中国政府施行政策(污水防治):

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