第一篇：論述物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積的優(yōu)缺點(diǎn)

論述物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積的優(yōu)缺點(diǎn)

物理氣相沉積技術(shù)表示在真空條件下，采用物理方法，將材料源——固體或液體表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。物理氣相沉積的主要方法有，真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。發(fā)展到目前，物理氣相沉積技術(shù)不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。

真空蒸鍍基本原理是在真空條件下，使金屬、金屬合金或化合物蒸發(fā)，然后沉積在基體表面上，蒸發(fā)的方法常用電阻加熱，高頻感應(yīng)加熱，電子柬、激光束、離子束高能轟擊鍍料，使蒸發(fā)成氣相，然后沉積在基體表面，歷史上，真空蒸鍍是PVD法中使用最早的技術(shù)。

濺射鍍膜基本原理是充氬(Ar)氣的真空條件下，使氬氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬(Ar)原子電離成氬離子(Ar+)，氬離子在電場(chǎng)力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會(huì)被濺射出來而沉積到工件表面。如果采用直流輝光放電，稱直流(Qc)濺射，射頻(RF)輝光放電引起的稱射頻濺射。磁控(M)輝光放電引起的稱磁控濺射。電弧等離子體鍍膜基本原理是在真空條件下，用引弧針引弧，使真空金壁(陽極)和鍍材(陰極)之間進(jìn)行弧光放電，陰極表面快速移動(dòng)著多個(gè)陰極弧斑，不斷迅速蒸發(fā)甚至“異華”鍍料，使之電離成以鍍料為主要成分的電弧等離子體，并能迅速將鍍料沉積于基體。因?yàn)橛卸嗷“撸砸卜Q多弧蒸發(fā)離化過程。

離子鍍基本原理是在真空條件下，采用某種等離子體電離技術(shù)，使鍍料原子部分電離成離子，同時(shí)產(chǎn)生許多高能量的中性原子，在被鍍基體上加負(fù)偏壓。這樣在深度負(fù)偏壓的作用下，離子沉積于基體表面形成薄膜。

物理氣相沉積技術(shù)基本原理可分三個(gè)工藝步驟：

(1)鍍料的氣化：即使鍍料蒸發(fā)，異華或被濺射，也就是通過鍍料的氣化源。

(2)鍍料原子、分子或離子的遷移：由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過碰撞后，產(chǎn)生多種反應(yīng)。

(3)鍍料原子、分子或離子在基體上沉積。

物理氣相沉積技術(shù)工藝過程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境改善，無污染，耗材少，成膜均勻致密，與基體的結(jié)合力強(qiáng)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，可制備具有耐磨、耐腐飾、裝飾、導(dǎo)電、絕緣、光導(dǎo)、壓電、磁性、潤(rùn)滑、超導(dǎo)等特性的膜層。

隨著高科技及新興工業(yè)發(fā)展，物理氣相沉積技術(shù)出現(xiàn)了不少新的先進(jìn)的亮點(diǎn)，如多弧離子鍍與磁控濺射兼容技術(shù)，大型矩形長(zhǎng)弧靶和濺射靶，非平衡磁控濺射靶，孿生靶技術(shù)，帶狀泡沫多弧沉積卷繞鍍層技術(shù)，條狀纖維織物卷繞鍍層技術(shù)等，使用的鍍層成套設(shè)備，向計(jì)算機(jī)全自動(dòng)，大型化工業(yè)規(guī)模方向發(fā)展。

化學(xué)氣相沉積是反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。它本質(zhì)上屬于原子范疇的氣態(tài)傳質(zhì)過程?，F(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)需要使用大量功能各異的無機(jī)新材料，這些功能材料必須是高純的，或者是在高純材料中有意地?fù)饺四撤N雜質(zhì)形成的摻雜材料。但是，我們過去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉淀和結(jié)晶等往往難以滿足這些要求，也難以保證得到高純度的產(chǎn)品。因此，無機(jī)新材料的合成就成為現(xiàn)代材料科學(xué)中的主要課題。

化學(xué)氣相沉積是近幾十年發(fā)展起來的制備無機(jī)材料的新技術(shù)。化學(xué)氣相淀積法已經(jīng)廣泛用于提純物質(zhì)、研制新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態(tài)無機(jī)薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物，而且它們的物理功能可以通過氣相摻雜的淀積過程精確控制。目前，化學(xué)氣相淀積已成為無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域。它的特點(diǎn)是：

1)在中溫或高溫下，通過氣態(tài)的初始化合物之間的氣相化學(xué)反應(yīng)而形成固體物質(zhì)沉積在基體上。

2)可以在常壓或者真空條件下(負(fù)壓“進(jìn)行沉積、通常真空沉積膜層質(zhì)量較好)。

3)采用等離子和激光輔助技術(shù)可以顯著地促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，使沉積可在較低的溫度下進(jìn)行。

4)涂層的化學(xué)成分可以隨氣相組成的改變而變化，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。

5)可以控制涂層的密度和涂層純度。

6)繞鍍件好?？稍趶?fù)雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍膜。適合涂覆各種復(fù)雜形狀的工件。由于它的繞鍍性能好，所以可涂覆帶有槽、溝、孔，甚至是盲孔的工件。

7)沉積層通常具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)，不耐彎曲，但可通過各種技術(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行氣相擾動(dòng)，以改善其結(jié)構(gòu)。

8)可以通過各種反應(yīng)形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物涂層。

化學(xué)氣相沉積所用的反應(yīng)體系必須滿足以下三個(gè)條件：

(1)在沉積溫度下，反應(yīng)物必須有足夠高的蒸汽壓。假如反應(yīng)物在室溫下全部為氣態(tài)，沉積裝置就比較簡(jiǎn)單；假如反應(yīng)物在室溫下?lián)]發(fā)性很小，就需要對(duì)其加熱，使其揮發(fā)，而且一般還要用運(yùn)載氣體把它帶入反應(yīng)室，這樣反應(yīng)源到反應(yīng)室的管道也需要加熱，以防止反應(yīng)氣體在管道中冷凝下來。

(2)反應(yīng)的生成物，除了所需要的沉積物為固態(tài)薄膜外，其余都必須是氣態(tài)。(3)沉積薄膜的蒸汽壓應(yīng)足夠低，以保證在整個(gè)沉積反應(yīng)過程中，沉積的薄膜能維持在具有一定溫度的基體上。

基體材料在沉積溫度下的蒸汽壓也必須足夠低。化學(xué)氣相沉積的優(yōu)點(diǎn)：(1)沉積成膜裝置簡(jiǎn)單；

(2)與直接蒸發(fā)法相比，可在大大低于其熔點(diǎn)或分解溫度的沉積溫度下制造耐熔金屬和各種碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和氧化物薄膜；(3)成膜所需的反應(yīng)源材料一般比較容易獲得，而且制備通一種薄膜可以選用不同的化學(xué)反應(yīng)；有意識(shí)的改變和調(diào)節(jié)反應(yīng)物的成分，又能方便的控制薄膜的成分和特性，因此靈活性較大；(4)特別適用于在形狀復(fù)雜的零件表面和內(nèi)孔鍍膜。化學(xué)氣相沉積的缺點(diǎn)：

(1)沉積速率不太高，一般在幾～幾百nm/min，不如蒸發(fā)和離子鍍，甚至低于濺射鍍膜；(2)在不少場(chǎng)合下，參加沉積的反應(yīng)源和反應(yīng)后的余氣易燃、易爆或有毒，因此需要采取防止環(huán)境污染的措施；對(duì)設(shè)備來說，往往還有耐腐蝕的要求；

(3)基體需要局部或某一個(gè)表面沉積薄膜時(shí)很困難，不如PVD技術(shù)來得方便；

(4)即使采取了一些新的技術(shù)，CVD成膜時(shí)的工件溫度仍然PVD高于技術(shù)，因此應(yīng)用上受到一定的限制。

第二篇：淺新論小麥粉中的農(nóng)藥殘留中六六六和滴滴涕的氣相色譜法檢測(cè)2500

淺論小麥粉中的農(nóng)藥殘留中六六六和滴滴涕的氣相色譜法檢測(cè)

導(dǎo)論：

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們?cè)絹碓疥P(guān)注食品安全問題，其關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定和文明的發(fā)展，我國(guó)的食品安全問題不容樂觀。食品安全是指在食品加工、儲(chǔ)存和銷售等過程中涉及到的關(guān)于食品衛(wèi)生和食用安全、以及降低疾病隱患、防范食物中毒的一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域。食品本身的安全是食品安全的根本，農(nóng)藥殘留和農(nóng)藥污染是絕大部分種植型農(nóng)作物食品安全問題的根源，因此在農(nóng)作物生產(chǎn)的源頭檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品本身農(nóng)藥殘留的工作至關(guān)重要。

在這篇短論里面，我們結(jié)合平時(shí)的工作重點(diǎn)，主要討論以氣相色譜的方法檢測(cè)小麥粉中農(nóng)藥殘留問題，我們主要檢測(cè)六氯環(huán)已烷和雙對(duì)氯苯基三氯乙烷。

農(nóng)藥殘留中的六六六和滴滴涕

六氯環(huán)己烷，又被稱為六六六、六氯化苯，英文名簡(jiǎn)寫做HCH。六六六有八種同分異構(gòu)體，包括α-、β-、γ-、δ-、ε-異構(gòu)體等，其結(jié)構(gòu)式見圖一所示。

圖一六六六的五種同分異構(gòu)體

六六六是一種有機(jī)氯殺蟲劑，對(duì)防治農(nóng)作物蟲害，消除蝗災(zāi)起到過非常重要的作用。

然而六六六不容易被降解，在環(huán)境和生物體內(nèi)造成殘留累積，并且使得害蟲產(chǎn)生抗藥性。在上世紀(jì)七十年代，六六六開始被停止使用。六六六具有很高的毒性，吸入受會(huì)導(dǎo)致人類頭暈頭痛、引起血液系統(tǒng)疾病，造成荷爾蒙分泌濃度的改變。誤食會(huì)引起癲癇，甚至導(dǎo)致死亡。長(zhǎng)期攝入α-、β-、γ-六六六的實(shí)驗(yàn)鼠會(huì)產(chǎn)生肝癌。國(guó)際癌癥研究中心均將六六六歸為可能的致癌物。

雙對(duì)氯苯基三氯乙烷，化學(xué)式為(ClC6H4)2CH(CCl3)，即滴滴涕，英文簡(jiǎn)寫DDT。其結(jié)構(gòu)式見圖二。商品化的DDT主要成分是p,p＇-DDT異構(gòu)體(75%)，o,p＇-DDT含量大約為15%，剩下主要由二氯二苯二氯乙烯(p,p＇-DDE)和二氯二苯二氯乙烷(p,p＇-DDD)構(gòu)成。

圖二雙對(duì)氯苯基三氯乙烷的結(jié)構(gòu)式

DDT曾是最著名的殺蟲劑和合成農(nóng)藥，被廣泛用于蚊蠅防治和農(nóng)作物害蟲毒殺。然而DDT異常難以分解，很容易通過食物鏈在儲(chǔ)蓄在動(dòng)物體內(nèi)。七十年代起，很多國(guó)家開始禁止使用DDT。DDT對(duì)人類的危害有：神經(jīng)毒性；致癌效應(yīng)；影響肝臟和腎臟的正常功能，導(dǎo)致肝臟腫大壞死；誘發(fā)基因突變。由于DDT對(duì)環(huán)境和人類健康帶來的各種不利影響，在很多國(guó)家被禁止使用。

氣相色譜法測(cè)定小麥粉中六六六和DDT的殘留：

氣相色譜法，對(duì)易揮發(fā)但難以分解的化合物進(jìn)行分析和分析的色譜技術(shù)。主要原理是被分析的化合物不同的極性、沸點(diǎn)和吸附性能，在流動(dòng)相和固定相間的有不同的分配系數(shù)，對(duì)樣本的各個(gè)組分進(jìn)行分離。氣相色譜儀的主要成分包括氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)(色譜柱)、控溫系統(tǒng)和檢測(cè)記錄系統(tǒng)。氣相色譜分析具有靈敏度高、分離效率高、分析速度快等特點(diǎn)。

圖三氣相色譜分析流程圖

目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品中六六六和DDT的測(cè)定方法為氣相色譜法和薄層層析法。氣相色譜檢測(cè)小麥粉的原理和方法如下詳細(xì)描述：

氣相色譜所需要的試劑的準(zhǔn)備：苯，丙酮，95%乙醇，乙醚，沸程30~60℃的石油醚，硫酸，草酸鉀，無水硫酸鈉，2%硫酸鈉溶液和1:1的冰乙酸-過氯酸混合液。六六六和DDT標(biāo)準(zhǔn)溶液：10%的α-、β-、γ-、δ-六六六溶于苯中，以及10%的p,p＇-DDT,o,p＇-DDT,p,p＇-DDD,p,p＇-DDE溶于苯中。

小麥粉樣品的處理和準(zhǔn)備：稱取小麥粉約200g，加入適量的水混勻，取勻漿2~5g放于50ml三角瓶中，加入10~15ml丙酮，振蕩30min，100ml分頁漏斗過濾，殘?jiān)褂帽礈焖拇危偌尤?0ml石油醚，搖晃幾次放出氣體，再振動(dòng)搖晃1min，加入20ml

2%的硫酸鈉溶溶液(20g/L)，振動(dòng)搖晃1min，液體靜置分層，丟棄下層的水溶液，緩緩將石油醚液倒入乘有10g無水硫酸鈉的漏斗中過濾，石油醚液經(jīng)過濃縮后移入10ml試管中，定容至5ml或10ml。5ml提取液中加入0.5ml的濃硫酸，塞上試管蓋，搖晃幾次，打開試管蓋放氣，再搖晃半分鐘，1600轉(zhuǎn)每分鐘離心15min，取出上層清液，供氣相色譜分析測(cè)定使用。

氣象色譜儀測(cè)定：使用氚源電子捕獲檢測(cè)器，色譜柱內(nèi)徑3~4mm，內(nèi)裝涂以1.5%OV-17和2%QF-1混合固定液的80-100目硅藻土。載氣為>99.999%的高純氮，載氣流速90ml/min。色譜柱溫度160℃，氣化室溫度190℃，檢測(cè)器溫度165℃。

六六六和DDT的測(cè)量與計(jì)算：根據(jù)樣品中的六六六和DDT的各異構(gòu)體或代謝物，制備相應(yīng)各個(gè)組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品中各組分的含量得以計(jì)算出。六六六和DDT各個(gè)組分的含量按下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

在其中：X1是樣品中六六六和DDT，各個(gè)異構(gòu)體或代謝物的單一含量，單位mg/ml；A1是被測(cè)定用樣液中六六六和DDT，各個(gè)異構(gòu)體或代謝物的單一含量，單位ng；V1是樣品凈化液體積，單位ml；V2：進(jìn)樣體積，單位μl；m1是樣品質(zhì)量，單位g。

討論

小麥?zhǔn)俏覈?guó)北方人民的主要食用作物，是我國(guó)第三大糧食作物。小麥粉中殘留農(nóng)藥的含量和水平直接關(guān)系到廣大使用面粉的同胞。因此檢測(cè)小麥粉中農(nóng)藥殘留的工作非常重要。關(guān)于氣相色譜法是檢測(cè)小麥粉農(nóng)藥殘留比較簡(jiǎn)單方便的一種方法，并且比較靈敏方便。其他的檢測(cè)方法還有很多，例如高效液相色譜法，固相萃取-高效液相色譜聯(lián)用法，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，薄層色譜法。

參考文獻(xiàn)

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