自蔓延高温合成Ti3AlC2陶瓷材料

以Ti、Al、C、TiC粉末为原料,研究掺杂Si及Al含量对自蔓延高温合成Ti3AlC2的影响,合成材料的X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:物质的量比n(Ti)∶n(Al)∶n(C)∶n(TiC)∶n(Si)=2∶1.2∶1∶0.9∶0.1的原始混合粉末,经50 MPa压力压制的压坯在空气中...     

Cu掺杂及Si含量对β-FeSi_2相变的影响

采用燃烧合成-热处理工艺制备热电材料β-FeSi2,研究了Cu掺杂和不同的硅含量对β-FeSi2相变的影响。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了合成的铁硅间化合物的相组成及其微观形貌。结果表明:掺杂0.5 at%的Cu在热处理过程中能提高共析反应(α→β+Si)的反应进程,完全地将α-Fe2Si5转变为β-FeSi2,形成P型半导体。在混料阶段按Fe∶Si=1∶3的原子比例制备β-FeSi2,XRD分析表明,过量的Si单质提高了Si+ε→β的相转变过程,很大程度上能够消除ε相,增加β-FeSi2的含量。     

原子层沉积技术改性CrN硬质涂层性能的第一性原理研究

目的 基于密度泛函理论的第一性原理,对原子层改性氮化铬(CrN)涂层的关键性能进行仿真计算,以充分了解涂层微观组织结构演变和微观界面结构本质,为后续原子层沉积CrN工艺研究提供理论指导.方法 通过建立CrN(011)-CrN(011)复合体系模型,分析计算了涂层的界面性能、弹性性能及热力学性能.结果 模型结构经过优化后,各原子层间间距均发生不同程度的减小,且各层间距趋于一致.态密度分析表明:其优良的结构稳定性主要来自6.4～4.8 eV范围内Cr原子3d轨道和N原子2p轨道间的相互作用;基于应力应变的弹性常数满足波恩准则判定依据,力学性能稳定,计算结果为硬度30.29 GPa,体积模量409.83 GPa,剪切模量270.86 GPa.采用NVT系综模拟,当温度T≤1023 K时,温度波动振荡收敛;当温度T>1023 K时,温度在某个时间点瞬时激增而不收敛,可以得出CrN涂层的极限使用温度为1023 K.结论 原子层沉积改性的CrN硬质涂层具有优良的界面相容性,成键强度高,界面能低,结构性能稳定.     

热处理工艺对铁硅化合物相转变的影响

讨论了热处理温度和保温时间对铁硅化合物相转变的影响.通过一系列的热处理试验总结铁硅化合物的相变规律,得出了制备β-FeSi2最佳的工艺参数.结果表明:掺杂Cu的燃烧合成产物经过热处理可显著增强β-FeSi2相,减少了α-Fe2Si5相;当铁硅原子比x(Fe)∶x(Si)=l∶3,热处理条件为800℃、2h时完全消除了α...     

直流磁控溅射技术在柔性基底上制备光电屏蔽薄膜的研究

目的 研究离子束清洗活化和直流磁控溅射工艺参数对聚酰亚胺-铝薄膜光电性能的影响,确定最佳的制备工艺参数.方法 单一改变离子束活化工艺参数(离子源功率、气体流量和走带速率)和磁控溅射控制参数(真空度、离子能量、离子束流、温度、气体流量、走带速率及走带张力),研究薄膜吸收率、附着力和薄膜外观变化规律.借助扫描电镜、光学仪器和电磁信号测试设备,对最佳工艺条件下制备的薄膜的形貌、透过率、电磁信号衰减频率进行了测试.结果 在离子源功率为1260 W、气体流量为120 mL/min、走带速率为0.3 m/min,镀膜辊温度为10℃,溅射功率为10000 W的条件下,制备的聚酰亚胺-铝光电屏蔽膜太阳吸收率最小为0.09,膜层附着力强,没有异常放电现象,表面光滑.铝在微观状态下呈现微小颗粒状态,表面致密.在0.4～14μm波段范围内,薄膜透射率<3.5％;在3～15 GHz频率范围内,薄膜电磁信号衰减率>30 dB.结论 通过直流磁控溅射技术制备的聚酰亚胺-铝光电屏蔽膜具有优异的光学性能和电磁屏蔽性能,在热控薄膜、屏蔽膜等领域具有广泛的应用前景.     

Ir/SiC界面结合力、稳定性和电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论（DFT）第一性原理研究了Ir(111)/SiC(111)界面。在考虑不同堆垛位置和表面封端的基础上,共研究了6种不同的界面构型。结果表明：具有9层原子层的Ir(111)表面构型表现体相材料的特征,而12层原子层的SiC(111)表面构型能体现体相SiC的性能。粘附功和界面能结果表明,C封端顶位堆垛（C-TS）和Si封端中心位堆垛（Si-CS）界面构型具有最大的粘附功,分别为6.35和6.23 J/m²,是最稳定的构型;弛豫后的界面能分别为0.07和0.10 J/m²。电子结构分析表明：C-TS界面处具有离子特性,而Si-CS界面处具有共价键特性。C-TS和Si-CS界面的结合强度和稳定性归因于Ir-d与C-p,Si-p轨道之间的杂化。与C-TS界面相比,Si-CS界面第2层原子与界面Ir原子的相互作用更大。     

退火温度对锗薄膜光学性能和表面结构的影响

研究了退火温度对电子束蒸发制备的锗薄膜光学性能和表面结构的影响规律.在硅基底上制备了厚度约850 nm的Ge薄膜,分别在350、400、450和500℃下进行退火.通过红外光谱仪测试了薄膜的透射率变化,采用光谱反演法得到了薄膜折射率和消光系数的变化规律,使用X射线衍射和原子力显微镜测试了样品的结晶特性和表面形貌.结果 ...     

Atomic layer deposition of copper thin film and feasibility of deposition on inner walls of waveguides

Copper thin films were deposited by plasma-enhanced atomic layer deposition at low temperature, using copper(I)-N,N′-di-sec-butylacetamidinate as a precursor and hydrogen as a reductive gas. The influence of temperature, plasma power, mode of plasma, and pulse time, on the deposition rate of copper thin film, the purity of the film and the step coverage were studied.The feasibility of copper film deposition on the inner wall of a carbon fibre reinforced plastic waveguide with high aspect ratio was also studied. The morphology and composition of the thin film were studied by atomic force microscopy and x-ray photoelectron spectroscopy,respectively. The square resistance of the thin film was also tested by a four-probe technique. On the basis of on-line diagnosis, a growth mechanism of copper thin film was put forward, and it was considered that surface functional group played an important role in the process of nucleation and in determining the properties of thin films. A high density of plasma and high free-radical content were helpful for the deposition of copper thin films.     

TiC对自蔓延高温合成Ti3AlC2相的影响

以Ti、Al和C粉末为原料的自蔓延高温合成试验研究结果表明:在n(Ti)∶n(Al)∶n(C)=2∶1∶1体系中,未添加TiC时,合成产物中有大量的杂相Ti2AlC生成;当添加≤22.5%(原子数分数)TiC时,合成产物中TiC的含量减少,Ti3AlC2的含量显著增多,Ti2AlC杂质相消失;添加＞22.5%(原子数分...     

化学气相沉积SiC涂层反应特性及沉积过程的模拟研究

借助基于有限元原理的COMSOL软件和分子动力学模拟原理的Reax FF软件对化学气相沉积技术制备SiC涂层的反应特性及沉积过程进行模拟研究，为高温抗氧化复合涂层体系中SiC中间层的工艺优化及制备提供理论支持。结果表明，化学气相沉积SiC涂层过程包括前驱体三氯甲基硅烷(CH₃SiCl₃)的扩散过程和热解反应过程，SiC涂层在扩散过程不会生长，仅从10^-4 s后的热解反应过程开始生长，沉积生长过程同时伴随涂层的解离。随着入射粒子能量的增大，单位时间内沉积到基底表面的Si和C粒子数不断增加。提高粒子入射能量有利于提高SiC涂层的致密度，当入射粒子能量大于2 eV时可以实现SiC涂层的均匀生长，而当入射能量高于6 eV时，解离的Si和C粒子数量增大，不利于SiC涂层的生长。综合而言，当入射能量为3 eV时，化学气相沉积的SiC涂层综合性能最佳。