科技水平的高速发展在造福人类的同时也带来了一些不容忽视的危害,比如电磁辐射。为了远离这些危害,各种高性能功能纤维被广泛研究,如镀银纤维。镀银纤维具备了很多优良的功能,如抗菌除臭、防辐射等。常州宝丽丝纤维有限公司利用化学镀方法生产的镀银纤维。为了降低镀银量的同时具有较好的导电性能,对镀银纤维进行热处理,结果发现其颜色由银白色转变为棕黄色。颜色的改变严重影响了银纤维的美观,限制了其装饰性。因此,探索镀银纤维的变色机理,防止镀银纤维变色,对于镀银纤维的发展和应用具有很大的实际意义。本文利用紫外可见光谱仪、FESEM、EDS、XRD、XPS等仪器对镀银纤维热处理前后的性能和结构进行了表征,研究了不同热处理温度、时间、介质、溶液pH等因素对镀银纤维变色的影响,探讨了镀银纤维变色的机理,并提出了新的热处理工艺。得到以下结论:(1)镀银纤维在溶液介质中热处理后,其导电性能明显优于在空气介质中,但其颜色由银白色变为棕黄色。其原因是在液体介质中,银纳米颗粒按照聚集生长机理,形成了更致密、形貌一致的银纳米粒子层。故颗粒间接触电阻减小,镀银纤维整体电阻减小。同时,镀银层形貌变化导致镀银纤维对光的LSPR吸收增强,且吸收峰由375nm红移至388nm处,导致镀银纤维变色,由银白色向棕黄色转变。而在空气介质中,银纳米颗粒按照奥斯瓦尔德熟化机理,形成含有部分超大颗粒的银纳米粒子层,导致银层表面颗粒不均匀,镀银纤维的电阻升高。(2)热处理介质为溶液时,随着pH的升高,镀银纤维的导电性能逐渐变好,颜色逐渐加深,由银白色变为棕黄色。其原因可能是随着pH的增大,银层医学论文发表表面的银纳米颗粒带负电性也随着增强。这可能增加了银原子的活性,有利于银纳米颗粒在热处理时更快地释放表面能,形成半球状以使自身表面能达到平衡。因此,溶液pH越高,镀银层能形成更致密、形貌更一致的结构。该结构导致镀银纤维导电性能变好。(3)在前面实验的基础上,我们提出用去离子水作为热处理介质的新后处理工艺。新工艺处理条件:介质为去离子水,处理温度60℃,处理时间60min。镀银纤维在该新工艺条件下热处理后电阻保持在较低值65Ω/10cm,而其颜色变化不大,为浅黄色。目前公司生产已用新工艺取代了用碳酸钠水溶液作为介质的原工艺。 摘要4-6Abstract6-10第一章 绪论10-351.1 银变色机理的研究进展10-231.1.1 化学因素对银变色的影响10-131.1.2 物理因素对银变色的影响13-231.1.2.1 纳米金属颗粒的LSPR效应13-161.1.2.2 金属物理结构LSPR效应的影响因素16-231.2 银纳米结构的主要表征方法23-261.2.1 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）23-241.2.2 X射线衍射仪24-251.2.3 紫外-可见吸收光谱25-261.3 影响金属银物理结构的主要因素26-291.3.1 制备条件对银物理结构的影响26-291.3.2 热处理过程的影响291.4 镀银层变色的研究进展29-341.5 课题的提出34-35第二章 镀银纤维热处理变色机理及其解决方法的探索性研究35-792.1 实验部分35-392.1.1 实验材料与试剂35-362.1.2 实验仪器与设备362.1.3 样品的制备36-382.1.4 镀银纤维结构与性能的表征38-392.2 结果与讨论39-782.2.1 热处理时间对镀银纤维性能和结构的影响39-442.2.2 后处理温度对镀银纤维性能和结构的影响44-482.2.3 后处理介质对镀银纤维性能和结构的影响48-672.2.3.1 碳酸钠溶液和去离子水职称论文发表的影响48-492.2.3.2 在去离子水中热处理时间对镀银纤维的影响49-522.2.3.3 后处理介质中离子的影响52-542.2.3.4 介质p H的影响54-622.2.3.5 在空气中热处理对镀银纤维的影响62-672.2.4 对镀银纤维热处理变色原因的辅助验证67-752.2.4.1 镀液中Ag~+浓度对镀银纤维结构和性能的影响68-712.2.4.2 镀银反应时间对镀银纤维结构和性能的影响71-732.2.4.3 镀银纤维经充分摩擦后对其颜色的影响73-752.2.5 镀银纤维变色机理分析75-772.2.6 镀银纤维变色的解决办法研究77-782.3 结论78-79参考文献79-86致谢86
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