本文關(guān)鍵詞：薄膜材料氣體滲透率的差壓法測量

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【摘要】：隨著薄膜應用日益廣泛,薄膜氣體滲透率測量的要求愈顯重要。而現(xiàn)有薄膜材料氣體滲透率測量方法中存在真空室本底壓強影響、測量系統(tǒng)費用高、操作復雜、測量氣體單一等問題。針對滲透率測量存在的問題,本文基于差壓法測量氣體對薄膜材料的滲透率,并通過驗證性實驗證明該測量方法可以有效減少真空室本底壓強對測量結(jié)果造成的影響,提高測量的精度。本文搭建了差壓法薄膜氣體滲透率測量系統(tǒng),設計夾緊薄膜的過渡裝置及數(shù)據(jù)采集的硬件及軟件系統(tǒng)。利用差壓法測量系統(tǒng)測量了氧氣(O2)、氮氣(N2)、氦氣(He)對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺(PI)三種聚合物薄膜的滲透率,并分析了三種氣體對三種薄膜材料滲透率不同的原因。實驗結(jié)果表明,對于同種氣體,三種薄膜材料對其滲透率大小關(guān)系為KPMDSKPIKPET;三種氣體對同一種薄膜材料滲透率大小關(guān)系為：KHeKN2K02,即薄膜材料的玻璃化溫度越高,氣體的臨界溫度越低則氣體對薄膜的滲透率就越小,反之亦然。為了進一步證明差壓法測量系統(tǒng)的有效性,本文用檢漏儀法測量了He對PDMS、PET、PI薄膜的滲透率,并與差壓法測量的結(jié)果進行比對,兩者的相對誤差較小。最后,采用靜態(tài)膨脹法對關(guān)鍵性參數(shù)(基準室和測量室的體積)進行測量。根據(jù)滲透率的計算公式,結(jié)合不確定度傳播定律,得出差壓法測量氣體對薄膜滲透率的相對合成不確定度為5.87%。本文設計的差壓法測量系統(tǒng)具有可消除本底壓強、成本低、操作簡單、不受測量氣體及薄膜材料種類限制、精度高等優(yōu)點。
【關(guān)鍵詞】：薄膜 氣體滲透率 差壓法 本底壓強
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 薄膜應用及滲透率對其的影響16-18
• 1.1.1 氣體滲透率對OLED封裝材料的影響16-17
• 1.1.2 氦滲透率對飛艇的重要性17
• 1.1.3 氣體滲透率對LDPE薄膜的影響17-18
• 1.2 國內(nèi)外主要測量方法及其特點18-21
• 1.2.1 壓差法測量氣體滲透率18-19
• 1.2.2 等壓法測量氣體滲透率19-20
• 1.2.3 質(zhì)譜法測量氣體滲透率20-21
• 1.3 差壓法測量的原理21-22
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-24
• 第二章 差壓法測量薄膜氣體滲透率的理論24-27
• 2.1 氣體與固體表面的作用形式24
• 2.2 氣體在固體中的滲透形式及其相關(guān)理論24-26
• 2.2.1 氣體在固體中的溶解、擴散及滲透理論25
• 2.2.2 氣體對薄膜材料滲透率公式的推導25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 差壓法測量氣體滲透率系統(tǒng)設計及其數(shù)據(jù)采集27-42
• 3.1 差壓法測量薄膜材料氣體滲透率系統(tǒng)介紹27-28
• 3.2 主要組成部件介紹28-32
• 3.2.1 供氣系統(tǒng)28
• 3.2.2 穩(wěn)壓系統(tǒng)28
• 3.2.3 真空抽氣系統(tǒng)28-29
• 3.2.4 差壓變送器的選擇29-31
• 3.2.5 過渡裝置的設計31
• 3.2.6 基準室和測量室31-32
• 3.3 測量原理及方法32
• 3.4 氣密性的重要性及滲透測量系統(tǒng)的檢漏32-33
• 3.5 測量系統(tǒng)真空除氣33-35
• 3.6 差壓法減小誤差的驗證35-36
• 3.7 采集系統(tǒng)設計36-41
• 3.7.1 實驗硬件設計36-37
• 3.7.2 數(shù)據(jù)采集模塊37-38
• 3.7.3 電源模塊38-39
• 3.7.4 薄膜氣體滲透率測量系統(tǒng)軟件設計39-41
• 3.8 本章小結(jié)41-42
• 第四章 差壓法測量氣體滲透率的研究42-53
• 4.1 待測聚合物薄膜的介紹及實驗參數(shù)42-43
• 4.1.1 PDMS(聚二甲基硅氧烷)的性能及其制備方法42-43
• 4.1.2 PET(聚對苯二甲酸乙二酯)的性能43
• 4.1.3 PI(聚酰亞胺)的性能43
• 4.2 實驗氣體的介紹及實驗參數(shù)43-44
• 4.3 氧氣、氮氣、氦氣對PDMS薄膜滲透率的測量44-46
• 4.4 氧氣、氮氣、氦氣對PET薄膜滲透率的測量46-48
• 4.5 氧氣、氮氣、氦氣對PI薄膜滲透率的測量48-50
• 4.6 三種氣體對三種薄膜材料滲透率的結(jié)果分析50-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 第五章 基于檢漏儀測量氣體滲透率的研究53-59
• 5.1 測量系統(tǒng)的設計53
• 5.2 主要組成部件介紹53-56
• 5.2.1 供氣系統(tǒng)53-54
• 5.2.2 穩(wěn)壓系統(tǒng)54
• 5.2.3 測量系統(tǒng)54-56
• 5.3 檢漏儀測量氣體滲透率的方法56
• 5.4 氦氣對PDMS、PI、PET薄膜滲透率的測量56-57
• 5.5 氦滲透率的結(jié)果分析對比57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章 不確定度的計算59-65
• 6.1 測量不確定度的概念和表示方法59-61
• 6.1.1 測量不確定的評定60-61
• 6.2 差壓法測量氣體滲透率相對不確定度的計算61-64
• 6.2.1 測量室體積的測量及相對不確定度的計算61-63
• 6.2.2 其他參數(shù)相對不確定度的計算63-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 第七章 總結(jié)與展望65-67
• 7.1 研究工作總結(jié)65-66
• 7.2 不足與展望66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況70

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4 蔡s，

本文編號：918059