利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器技术

技术编号:6961509 阅读:281 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术是有关于一种利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器,是一种利用正子消散光谱术量测薄膜在湿式状态下的特性的方法及其样品保持器,已知正子消散时间光谱术(positron?annihilationlifetime?spectroscopy)可用于研究各种材料的局部自由体积孔洞性质(local?free-volume?hole?property),借由本发明专利技术的方法及其样品保持器,可量测薄膜在干式及湿式状态下的自由体积及其层构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用正子消散光谱(positron annihilationspectroscopy)量测薄膜的特性的方法及其样品保持器,特别是涉及一种利用正子消散光谱量测薄膜在湿式状态下的特性的方法及其样品保持器。
技术介绍
渗透蒸发为一结合渗透与蒸发两种程序的薄膜分离(membranes印aration)技术,过去渗透蒸发技术的研究,大多是关于醇水溶液的脱水的应用。高效能渗透蒸发的膜具体地基于以下两个准则渗透通量的增加与选择性的提高。由此观点,由一薄的致密上层(dense top layer)与一多孑L支持层(porous supporting layer)所构成的非对称性 (asymmetric)复合薄膜(TFC membrane ;thin-film composite membrane)为合适的选择,因为薄的选择性表皮层具有较低的质传阻力,可提高渗透通量。但是,无论如何改善薄膜或其材质,天生的膨润问题始终依旧存在。因为渗透蒸发薄膜终是要与供给溶液(feed solution)或待分离溶液直接接触,薄膜无可避免地遭受某种程度的膨润(swelling)。供给溶液与渗透蒸发薄膜之间强烈地互相影响。为了了解如此的影响,需要对薄膜的膨润特性进行研究。另一方面,一般用于渗透蒸发的薄膜的材质为水渗透选择性(permselectivity) 或有机溶剂渗透选择性,不论哪一种情况,当渗透物种的浓度高时,薄膜受到高度膨润,而导致渗透选择性的降低。然而,对于复合薄膜(TFC membrane)的膨润度的量测,具有技术上的问题,目前大部分的仪器基本上仅适用于独立的薄膜。虽然,正子消散光谱(positron annihilation spectroscopy ;PAS)的出现,借由PAS对复合薄膜(TFC membrane)的膨润特性的研究,已有极大的进展,但是这些复合薄膜的特性仍旧是在干式状态下量测所得,亦即,传统的仪器只能测量薄膜在干式状态下的特性,而非膨润状态下的特性。因此,提供一种利用正子消散光谱量测薄膜在湿式状态下的特性的方法,乃目前产业界亟欲发展的技术重点。由此可见,上述现有的量测薄膜特性的方法在产品结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的量测薄膜特性的方法存在的缺陷,本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器,能够改进一般现有的量测薄膜特性的方法,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于,克服现有的量测薄膜特性的方法存在的缺陷,而提供一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,所要解决的技术问题是使其提供一种利用正子消散光谱术量测薄膜在湿式状态下的特性的方法及其样品保持器,可量测薄膜在湿式状态下的自由体积及其层构造,非常适于实用。本专利技术的另一目的在于,克服现有的量测薄膜特性的方法及样品保持器存在的缺陷,而提供一种新的样品保持器,所要解决的技术问题是使其薄膜在湿式状态下放入正子消散光谱仪的真空系统中,仍不影响真空系统的高真空环境,且可接受正子束的冲击,借由观察三重态正负电子偶(ortho-positronium)的消散时间(annihilation lifetime),进行特性量测,从而更加适于实用。本专利技术的再一目的在于,克服现有的量测薄膜特性的方法及样品保持器存在的缺陷,而提供一种新的样品保持器,所要解决的技术问题是使其可同时放置复数片的薄膜,设置于真空移动密封件(motion feedthrough)时,可量测多组薄膜与液体的关系或单独薄膜的特性,从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种利用正子消散光谱术(positron annihilationspectroscopy)量测薄膜特性的方法,是量测薄膜在湿式状态下的特性的方法,包含以下步骤提供一待测薄膜,具有一第一表面与一第二表面;对该薄膜的该第一表面进行一电浆聚合程序,于薄膜的该第一表面形成一玻璃状保护层;将形成有该玻璃状保护层的薄膜固定于一样品保持器上,使该薄膜的该第一表面露出,且使该薄膜的该第二表面被真空密封于该样品保持器内;将一液体经由该样品保持器的一注入口,注入该样品保持器,使该液体与该薄膜的该第二表面接触;密封该注入口后,将该样品保持器放入一正子消散光谱仪的真空系统中;以及使该正子消散光谱仪的正子束冲击该玻璃状保护层,以量测该薄膜的特性;其中该玻璃状保护层具有真空密封的性质,该液体不会经由该玻璃状保护层渗透入该真空系统中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的电浆聚合程序利用电浆辅助化学气相沉积法,形成一含有硅、氧、碳及氢的玻璃状保护层于该薄膜的该第一表面上。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的玻璃状保护层为一含有硅、氧、碳及氢的沉积层。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中密封该注入口的步骤借由真空密封胶密封该注入口,使气体无法通过该注入口。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中借由该方法量测的特性为薄膜的自由体积或薄膜的层构造。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的玻璃状保护层的厚度为650nm 5000nm的范围。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的玻璃状保护层的厚度为700nm 1500nm的范围。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的样品保持器包含 一前板,具有一开口 ;以及一背板,具有一凹槽及一注入口,其中该注入口与该凹槽连通; 其中该薄膜夹于该前板与背板之间,该薄膜的该第一表面与该前板相接且该玻璃状保护层经由该前板的该开口露出至外部,该薄膜的该第二表面与该背板的该凹槽相接,该前板、该薄膜及该背板之间真空密封后,使该液体经由该注入口注入该凹槽内,该液体与该薄膜的该第二表面接触而使该薄膜成为湿式状态。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中所述的薄膜为一非对称性薄膜或具有多层结构。前述的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,其中构成该前板与背板的材料分别为金属、合金或塑胶。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种样品保持器,其应用于正子消散光谱仪,用以量测一薄膜在湿式状态下的特性,该样品保持器包含一前板,具有一开口 ;以及一背板,具有一凹槽及一注入口,其中该注入口与该凹槽连通;其中该薄膜具有一第一表面及一第二表面,于该第一表面上沉积有玻璃状保护层,该薄膜夹于该前板与背板之间,该薄膜的该第一表面与该前本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法,是量测薄膜在湿式状态下的特性的方法,其特征在于包含以下步骤:提供一待测薄膜,具有一第一表面与一第二表面;对该薄膜的该第一表面进行一电浆聚合程序,于薄膜的该第一表面形成一玻璃状保护层;将形成有该玻璃状保护层的薄膜固定于一样品保持器上,使该薄膜的该第一表面露出,且使该薄膜的该第二表面被真空密封于该样品保持器内;将一液体经由该样品保持器的一注入口,注入该样品保持器,使该液体与该薄膜的该第二表面接触;密封该注入口后,将该样品保持器放入一正子消散光谱仪的真空系统中;以及使该正子消散光谱仪的正子束冲击该玻璃状保护层,以量测该薄膜的特性;其中该玻璃状保护层具有真空密封的性质,该液体不会经由该玻璃状保护层渗透入该真空系统中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李魁然赖君义洪维松
申请(专利权)人:私立中原大学
类型:发明
国别省市:71

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