薄膜材料氣體滲透率的差壓法測量.pdf

1、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

2、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。實驗結果表明，對于同種氣體，三種薄膜材料對其滲透率大小關系為KPMDS＞KPI＞KPET;三種氣體對同一種薄膜材料滲透率大小關系為:KHe＜KN2＜KO2，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

3、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。