钛中间层对改性层结构及性能的影响

用XPS和GXRD研究了铝合金等离子体基离子注入氮后再注入钛最后复合注入氮和钛改性层的成分深度分布及相结构 ,用XTEM观察了改性层截面的组织结构 ,用AFM观察了改性层的表面形貌 ,在此基础上测量了改性层的纳米硬度 ,进行了球盘摩擦磨损试验。结果表明 ,钛中间层使复合改性层的厚度有效增加 ,主要由α Ti,TiN及TiO2 组成 ,且TiN及TiO2 弥散分布在α Ti基材中 ,使表面形貌有所改善 ,使表面硬度及耐磨性明显提高。     

Al合金等离子体基离子注入形成AlN／DLC层结构研究

用X射线光电子能谱（XPS）和小掠射角X射线衍射（GAXRD）研究了铝合金LY12等离子体基离子注入N＋原位注入C形成AlN/DLC（类金刚石碳膜）改性层的成分分布及相结构,用激光Raman光谱分析了表面单一碳层的结构,对过渡层元素进行了Gaussian-Lorentzion峰位拟合分析。结果表明,N浓度在注入层呈Gauss分布,C浓度沿注入方向逐渐减小。C的注入使N分布有所拓宽。C在表面还能形成一层单一稳定的400nm的DLC膜。过度层主要由Al4C3,Al2O3,AlN,β-C3N4等组成。改性层总厚度达800nm。     

铝合金等离子体基离子注入氮／钛层的结构

用X射线光电子能谱（XPS）和小掠射角X射线衍射（GXRD）研究了铝合LY12等离子体基离子注入氮／钛改性层的结构。结果表明。氮在注入层呈高斯分布,而钛沿注入方向逐渐减少。钛的注入对已注入的氮的分布有重要影响。钛的等离子体密度直接影响钛在改性层中的成分、相结构。改性层主要由TiO2,Al2O3,Aln,TiAl3,TiN或Ti组成。     

铝合金等离子体基离子注入氮／钛结构及摩擦学特性

通过X射线光电子能谱（XPS）和小掠射角X射线衍射（GXRD）分析测定了铝合金LY12等离子体基离子注入氮再注入钛的改性层成分分布及相组成。测量了纳米硬度,进行了摩擦磨损试验及磨痕形貌观察。讨论了磁控靶溅射电流40mA、400mA对改性层结构和摩擦学性能的影响。结果表明,氮在注入层呈高斯分布,钛沿注入方向逐渐减少,钛的注入使氮的分布宽,在400mA下注钛有钛的沉积层出现。和LY12相比,摩擦学性能显著提高,粘着磨损程度显著减轻,400mA下改善幅度更大,形成TiO1、TiN、TiAl、Al2O3、AIN或Ti相是主要原因。     

薄膜厚度对Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在Si/SiO2/Ti/Pt基片上制备了不同厚度(正比于薄膜层数)的钇(Y)掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了膜厚度对薄膜结构和介电性能的影响。原子力显微镜(AFM)表明,Y掺杂BST薄膜可显著改善表面形貌,且强烈依赖于薄膜厚度。当薄膜厚度适中(即当层数为8)时,表面晶粒细小、致密、均匀,晶界分明。X射线衍射(XRD)表明,Y掺杂BST薄膜显示钙钛矿结构,主要沿(110)晶面生长。随着薄膜厚度的增加,BST(110)峰的衍射强度先增后减,表明薄膜的相结构与薄膜厚度直接相关。Y掺杂BST薄膜显示优异的综合介电性能,且随着膜厚的增加,电容或介电常数减小。8层薄膜的综合介电性能最优,零偏压时的电容为17.8pF(介电常数130)、介电损耗为0.0057,调谐率为32%,优值因子为56,可满足微波调谐器件的需要。同时,就有关机理进行了分析。     

Al2O3-SiO2/纤维素复合气凝胶的制备及其阻燃性能

针对纤维素气凝胶隔热性能差、易燃烧等问题,基于液氮定向冷冻及真空冷冻干燥技术,以低成本、环境友好的微晶纤维素为原材料,Al₂O₃-SiO₂溶胶为阻燃剂,去离子水为溶剂,加入硼酸作为催化剂控制共水解进程,制备出隔热阻燃性能良好的Al₂O₃-SiO₂/纤维素复合气凝胶。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、锥形量热仪等研究了Al₂O₃-SiO₂溶胶含量对材料结构与性能的影响,并分析了复合气凝胶的阻燃机制。结果表明,随着Al₂O₃-SiO₂溶胶含量的增加,Al₂O₃-SiO₂/纤维素复合气凝胶从蜂窝状结构向多孔三维网络结构转变,孔径减小。Al₂O₃-SiO₂溶胶与微晶纤维素溶液体积比为2...     

氧化石墨烯掺杂二氧化硅气凝胶的特性研究

为满足高温防护需求,快速制备高强度、低导热系数的气凝胶成为一项重要的科学挑战。采用超临界干燥法,成功通过掺杂氧化石墨烯(GO)的方式,改善了二氧化硅气凝胶的性能。通过电子显微镜观察发现,GO均匀地镶嵌在气凝胶基体中,形成了有效的支撑骨架,显著增强了气凝胶的强度。傅立叶变换红外光谱分析表明,GO与二氧化硅气凝胶之间仅存在物理结合,并未形成明显的化学键。通过氮吸附/解吸测量发现,GO/SiO₂气凝胶的比表面积和孔径可以通过调整GO的用量进行可控调节。实验结果显示,当GO含量为质量分数0.5%,1%和2%时,GO/SiO₂气凝胶的比表面积分别为895,1294和997 m²/g,与未掺杂的SiO₂气凝胶(852 m²/g)相比有所增加。由于GO的加入,GO/SiO₂气凝胶的密度(0.07 g/cm³)略高于纯SiO₂气凝胶(0.06 g/cm³),为其提供了更高的强度和承载能力。此外,GO/SiO...     

一种二氧化钒膜的新的生长模式

采用直流反应磁控溅射法,在Si(100)基片表面沉积厚度为1000nm的二氧化钒膜。利用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)分析膜的晶相和形貌,观察到二氧化钒膜的一种新的生长模式。X射线衍射分析表明生成的膜为典型的多晶二氧化钒膜,其(200)晶面衍射峰较强。扫描电镜(SEM)分析表明,随着膜厚的增加,膜表面晶粒增大,膜表面的晶粒呈现出独特的纺锤状或棒状;膜具有明显的柱状生长特征,在膜厚380nm以上时,柱状晶生长速率快速提高。样品的阻温特性分析表明,生成的二氧化钒膜具有典型的金属-半导体相变特征。     

BST薄膜的残余应力分析

采用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了钛酸锶钡(BST)薄膜,利用气氛炉对薄膜进行晶化处理,晶化后薄膜的应力采用XRD表征。研究其残余应力随晶化温度变化的趋势。结果表明:在550,650,700℃晶化后的BST薄膜宏观残余应力表现为压应力,且随着晶化温度的升高,呈线性变大。     

射频磁控溅射 Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表层的XPS研究

用射频磁控溅射在Pt／Ti／SiO2／Si基体上沉积Ba0．6Sr0．4TiO3（BST）薄膜，用X射线光电子能谱（XPS）研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征．结果表明，常规晶化时，BST薄膜表层约3-5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST，随着温度的升高该厚度增加；快速晶化时，该厚度减薄至1nm内，随着温度的升高没有明显增加．元素的化学态分析结果表明，非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物，而与表面吸附的其他元素（如吸附氧）对表层结构的影响有关．GXRD和AFM表明，致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散，从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度．