掺锡氧化铟纳米纤维膜复合光纤的制备与性能研究

【摘要】透光导电掺锡氧化铟(In2O3：Sn4+，简称ITO)薄膜与石英光纤的结合，可赋予光纤导电/透明/导光功能，从而可应用在传感器等相关领域。本文通过静电纺丝技术和高温煅烧在石英光纤表面制备ITO纳米纤维膜。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对石英光纤表面沉积的ITO纳米纤维膜进行了形貌和结构表征；利用数字万用表、紫外-可见分光光度计和亮度计分别评价了ITO纳米纤维膜的导电性能、透光性能和导光性能。详细研究了制备工艺条件对ITO纳米纤维膜复合光纤结构及性能的影响，以期制备出光电性能优良的ITO纳米纤维膜复合光纤。实验中，在石英光纤表面制备ITO薄膜存在一定的难度。本论文通过使用硅烷偶联剂(KH-550)对石英光纤表面进行处理，然后利用自制的光纤旋转收集装置，通过静电纺丝技术和高温煅烧(800℃)，成功获得ITO纳米纤维膜复合光纤。随后研究了不同旋转速度对ITO纳米纤维膜形貌的影响，结果表明，当旋转速度为1000r/min时，所得到的ITO薄膜质量最好。通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜，观察不同煅烧温度下石英光纤表面ITO纳米纤维膜形貌、结构、电阻率、可见光透过率及石英光纤导光性能的变化趋势。结果表明当煅烧温度为800℃时，ITO纳米纤维膜复合光纤具有最佳结构和性能。薄膜厚度会影响电纺薄膜复合光纤的结构和性能，通过控制纺丝时间来获得不同厚度的ITO纳米纤维膜复合光纤。分析厚度对ITO纳米纤维膜形貌、结构、电阻率、可见光透过率以及石英光纤导光性能的影响。结果显示，随薄膜厚度的增加，电阻率逐渐减小，薄膜透光率和石英光纤的端发光亮度减小。当纺丝时间为2h时，薄膜电阻率最小，薄膜可见光透光率在85%以上，且具有良好的导光性能。论文对制备的ITO纳米纤维膜复合光纤的性能变化趋势做了深入的探讨，获得静电纺ITO纳米纤维膜与光纤复合的最佳工艺，为今后石英光纤表面负载ITO纳米纤维膜的制备和应用提供了实验和理论根据。
【作者】王丽娜；
【导师】杨斌；
【作者基本信息】浙江理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】静电纺丝；ITO纳米纤维膜；石英光纤；硅烷化；煅烧温度；薄膜厚度；

【参考文献】
[1]王云鹏.氧诱导新生小鼠视网膜病变miRNA表达谱的初步研究[D].广州医科大学,儿科学（专业学位）,2014,硕士.
[2]张伟娜,何伟,井新利.超声波辅助制备高浓度稳定的石墨烯分散液[A].中国化学会.中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C].中国化学会:,2010:1.
[3]刘宏伟.档案“双套制”管理的研究[D].辽宁大学,档案学,2012,硕士.
[4]王位.瘀血阻窍型中风患者银杏叶片的疗效观察及320CT的诊断应用[D].湖北中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[5]韩正之,郑毓蕃.分散系统经济控制的一种方法[J].自动化学报,1988,04:281-284.
[6]史江波.活性层掺杂技术提高聚合物太阳能电池性能的机理研究[D].河北大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[7]郭祖锋.甘薯渣中果胶提取纯化及物化特性研究[D].河南科技学院,农产品加工及贮藏工程,2012,硕士.
[8]王剑飞.多路光电信号的采集与处理系统设计[D].中北大学,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[9]刘瑞.中国东北亚海洋安全利益研究[D].吉林大学,国际政治,2014,硕士.
[10]乌飞.麟游古城历史文化遗产保护利用策略研究[D].长安大学,城市规划与设计,2014,硕士.
[11]蒋慧.北京市构筑多层次的住房保障体系研究[D].北京交通大学,2006.
[12]胡延旭.鄂尔多斯盆地西南部庆阳地区长8油层组储层描述与评价[D].西北大学,矿产普查与勘探,2014,硕士.
[13]刘建磊,马蒙,张勇,缴玉森.桩基承载力与其动刚度的关系[J].铁道建筑,2015,05:43-46.
[14]孙纪尧.“电子战”的维度识别性研究[D].哈尔滨工业大学,科学技术哲学,2014,硕士.
[15]敬永锋.麻崖子特长隧道主洞与斜井交互段围岩受力与变形特征[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[16]陈浩.基于自适应模糊滑模控制器的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制[D].长安大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[17]刘天.增强壳层结构共挤出HDPE基木塑复合材料性能研究[D].东北林业大学,木材科学与技术,2014,博士.
[18]陈浩宇.基于稳定角的轮式装载机倾翻失稳规律研究[D].厦门大学,机械工程,2014,硕士.
[19]储富强.改性木质素磺酸盐/丙烯酸酯共聚乳液的制备研究[D].南京林业大学,林产化学加工工程,2004,硕士.
[20]毛节景,赵晨晨,黄福灯,潘刚,程方民.水稻叶片早衰及盐敏感突变体osles的生理分析和基因精细定位[J].作物学报,2014,05:769-778.
[21]邓自立,郭金柱,许燕.广义系统ARMA最优递推状态估值器[J].自动化学报,2000,02:240-244.
[22]林岚.基于神经网络的多目标跟踪数据融合研究[D].江西师范大学,2005.
[23]毛健贞.乌拉草木质素结构解析及预处理过程中的木质素结构变化[D].北京林业大学,林产化学加工工程,2014,博士.
[24]邓晔.华龙网经济、民生新闻翻译项目报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[25]张生昌,杨琳,邓鸿英,马艺,王炤东.转子泵出口球阀动态特性计算与分析[J].机床与液压,2014,16:75-77+123.
[26]陈华.《人对社会的价值：对自身修养和性格的研究》翻译实践报告[D].郑州大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[27]王文杰.大学生服装消费与设计研究[D].青岛大学,设计艺术学,2013,硕士.
[28]彭婷.原发性小血管炎肾损害的中医证型及相关影响因素的初步探索[D].福建中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,硕士.
[29]原郭丰.太阳能供热系统及新型海水淡化技术研究[D].西北工业大学,制冷及低温工程,2004,硕士.
[30]赵玥,王刚.软件工程实验教学模式改革与实践研究[J].无线互联科技,2014,05:49.
[31]葛述卿.有杆抽油泵性能及泵功图计算分析[D].西安理工大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[32]陈小龙.混合磁悬浮轴承控制系统的滑膜变结构控制[D].东北大学,电工理论与新技术,2010,硕士.
[33]赵彦彦.手性螺环磷酸催化不对称合成α-氨基膦酸酯的研究[D].浙江大学,化学,2013,硕士.
[34]张好斌,只欣,廖勇飞,刘骥,于中振.微泡孔增韧聚碳酸酯/碳纳米管导电纳米复合材料研究[A].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会.2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会:,2014:2.
[35]彭飞.尺寸依赖的水溶性量子点细胞行为学研究及基于硅纳米线的药物载体进行癌症治疗[D].苏州大学,2013.
[36]李娜.信息技术在农村初中英语复习课教学中的应用研究[D].东北师范大学,现代教育技术,2012,硕士.
[37]蒋良孝,蔡之华,贺毅,周燕,叶静.CRM中的数据挖掘及其应用[J].微型机与应用,2003,06:44-46.
[38]于志良.基于空间激光通信的光混沌保密系统理论与方法研究[D].华中科技大学,信息安全,2013,硕士.
[39]梁玲.五磨饮子对胃肠动力影响及部分作用机理探讨的实验研究[D].云南中医学院,中医临床基础,2012,硕士.
[40]姚向明,赵鹏*,禹丹丹.基于平均策略的城市轨道交通动态O-D矩阵估计[J].吉林大学学报(工学版).
[41]樊增彬.WC/Ni基合金激光熔覆工艺及熔覆层特性研究[D].山东大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[42]宋桂才.论日本式经营及其未来走向[D].吉林大学,世界经济,2004,硕士.
[43]刘阳.木质纤维素原料体系中乳酸菌抗逆性和半纤维素降解酶的研究[D].华东理工大学,生物化工,2014,硕士.
[44]郑光明,孙星明.基于差错控制的关系数据库数字水印[J].计算机工程与应用,2005,18:166-168+203.
[45]胡圣团.面向全体学生，在数学教育中培养学生的创新思维能力[D].华东师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[46]王芸.基于HITS的图像显著性检测算法[D].大连理工大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[47]李开文.塔巴模式下的农村初中体育教师专业培训需求研究[D].云南师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[48]胡佳寅.沥青混合料级配离析特性的分形评价与控制技术研究[D].长安大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[49]刘青.大学教授分级问题研究[D].南京师范大学,高等教育学,2012,硕士.
[50]谭征宇.面向用户感知信息的产品概念设计技术研究[D].浙江大学,2007.