【摘 要】
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自然界中贝壳材料以其独特的结构和优异的力学受到了广泛的关注。本研究工作模拟贝壳材料其中以聚电解质高分子有机物层模拟贝壳中的蛋白质层,而以无机纳米二氧化钛层模拟贝
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自然界中贝壳材料以其独特的结构和优异的力学受到了广泛的关注。本研究工作模拟贝壳材料其中以聚电解质高分子有机物层模拟贝壳中的蛋白质层,而以无机纳米二氧化钛层模拟贝壳中的矿物薄片,采用层层组装和化学浴沉积法,在不同基底上制备无机Ti02/有机PE纳米复合膜,并对其力学性能进行研究。实验采用(001)晶体取向的硅晶硅和聚酰亚胺为基底,应用扫描电镜及其能谱仪、激光共聚焦显微镜对所制备的纳米复合膜的形貌、表面粗糙度、成分进行表征和分析,应用显微硬度仪和拉伸仪对所制备的纳米复合膜进行力学性能的研究,获得到以下几条主要结论：(1)采用LBL和CBD方法可以在不同基底上模拟贝壳材料构制备无机Ti02/有机PE纳米复合膜。(2)制备单层无机Ti02/有机PE纳米复合膜的最佳实验工艺条件是有机PE采用PEI/PSS (PAH/PSS)3沉积结构,单一聚电解质沉积时间为15min、无机Ti02沉积温度为60℃、沉积时间为3h。在多层无机Ti02/有机PE纳米复合膜中六层复合膜的质量和厚度综合性最好(3)在制备单层无机TiO2/有机PE纳米复合膜的最佳实验工艺条件下值得的复合膜硬度和断裂韧性都最好。(4)在相同的实验条件下,四层无机Ti02/有机PE纳米复合膜硬度最高约为1.65GPa,六层复合膜的断裂韧性最好约为25.44MPa·m1/2,六层复合膜综合力学性能最好。
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