本文關(guān)鍵詞：薄膜材料氣體滲透率的差壓法測(cè)量

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【摘要】：隨著薄膜應(yīng)用日益廣泛,薄膜氣體滲透率測(cè)量的要求愈顯重要。而現(xiàn)有薄膜材料氣體滲透率測(cè)量方法中存在真空室本底壓強(qiáng)影響、測(cè)量系統(tǒng)費(fèi)用高、操作復(fù)雜、測(cè)量氣體單一等問(wèn)題。針對(duì)滲透率測(cè)量存在的問(wèn)題,本文基于差壓法測(cè)量氣體對(duì)薄膜材料的滲透率,并通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)證明該測(cè)量方法可以有效減少真空室本底壓強(qiáng)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響,提高測(cè)量的精度。本文搭建了差壓法薄膜氣體滲透率測(cè)量系統(tǒng),設(shè)計(jì)夾緊薄膜的過(guò)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(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了氧氣(O2)、氮?dú)?N2)、氦氣(He)對(duì)聚對(duì)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(duì)三種薄膜材料滲透率不同的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于同種氣體,三種薄膜材料對(duì)其滲透率大小關(guān)系為KPMDSKPIKPET;三種氣體對(duì)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(duì)薄膜的滲透率就越小,反之亦然。為了進(jìn)一步證明差壓法測(cè)量系統(tǒng)的有效性,本文用檢漏儀法測(cè)量了He對(duì)PDMS、PET、PI薄膜的滲透率,并與差壓法測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比對(duì),兩者的相對(duì)誤差較小。最后,采用靜態(tài)膨脹法對(duì)關(guān)鍵性參數(shù)(基準(zhǔn)室和測(cè)量室的體積)進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)滲透率的計(jì)算公式,結(jié)合不確定度傳播定律,得出差壓法測(cè)量氣體對(duì)薄膜滲透率的相對(duì)合成不確定度為5.87%。本文設(shè)計(jì)的差壓法測(cè)量系統(tǒng)具有可消除本底壓強(qiáng)、成本低、操作簡(jiǎn)單、不受測(cè)量氣體及薄膜材料種類(lèi)限制、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：薄膜 氣體滲透率 差壓法 本底壓強(qiáng)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(yīng)用及滲透率對(duì)其的影響16-18
• 1.1.1 氣體滲透率對(duì)OLED封裝材料的影響16-17
• 1.1.2 氦滲透率對(duì)飛艇的重要性17
• 1.1.3 氣體滲透率對(duì)LDPE薄膜的影響17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外主要測(cè)量方法及其特點(diǎn)18-21
• 1.2.1 壓差法測(cè)量氣體滲透率18-19
• 1.2.2 等壓法測(cè)量氣體滲透率19-20
• 1.2.3 質(zhì)譜法測(cè)量氣體滲透率20-21
• 1.3 差壓法測(cè)量的原理21-22
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-24
• 第二章 差壓法測(cè)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(kuò)散及滲透理論25
• 2.2.2 氣體對(duì)薄膜材料滲透率公式的推導(dǎo)25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 差壓法測(cè)量氣體滲透率系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其數(shù)據(jù)采集27-42
• 3.1 差壓法測(cè)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(guò)渡裝置的設(shè)計(jì)31
• 3.2.6 基準(zhǔn)室和測(cè)量室31-32
• 3.3 測(cè)量原理及方法32
• 3.4 氣密性的重要性及滲透測(cè)量系統(tǒng)的檢漏32-33
• 3.5 測(cè)量系統(tǒng)真空除氣33-35
• 3.6 差壓法減小誤差的驗(yàn)證35-36
• 3.7 采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-41
• 3.7.1 實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)計(jì)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(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)39-41
• 3.8 本章小結(jié)41-42
• 第四章 差壓法測(cè)量氣體滲透率的研究42-53
• 4.1 待測(cè)聚合物薄膜的介紹及實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)氣體的介紹及實(shí)驗(yàn)參數(shù)43-44
• 4.3 氧氣、氮?dú)�、氦氣�?duì)PDMS薄膜滲透率的測(cè)量44-46
• 4.4 氧氣、氮?dú)�、氦氣�?duì)PET薄膜滲透率的測(cè)量46-48
• 4.5 氧氣、氮?dú)狻⒑鈱?duì)PI薄膜滲透率的測(cè)量48-50
• 4.6 三種氣體對(duì)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(cè)量氣體滲透率的研究53-59
• 5.1 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(cè)量系統(tǒng)54-56
• 5.3 檢漏儀測(cè)量氣體滲透率的方法56
• 5.4 氦氣對(duì)PDMS、PI、PET薄膜滲透率的測(cè)量56-57
• 5.5 氦滲透率的結(jié)果分析對(duì)比57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章 不確定度的計(jì)算59-65
• 6.1 測(cè)量不確定度的概念和表示方法59-61
• 6.1.1 測(cè)量不確定的評(píng)定60-61
• 6.2 差壓法測(cè)量氣體滲透率相對(duì)不確定度的計(jì)算61-64
• 6.2.1 測(cè)量室體積的測(cè)量及相對(duì)不確定度的計(jì)算61-63
• 6.2.2 其他參數(shù)相對(duì)不確定度的計(jì)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(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況70

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本文編號(hào)：918059