Pr_(6)O_(11)对合成金刚石单晶各向异性的刻蚀EI北大核心CSCD

为了探究稀土氧化物对合成金刚石单晶的各向异性刻蚀,在氮气保护下,在750~950℃内用Pr_(6)O_(11)对合成金刚石单晶进行刻蚀。采用扫描电子显微分析、热重分析、X射线衍射和拉曼光谱等技术对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌、物相组成和刻蚀机理进行表征与分析。采用最大刻蚀深度、单颗粒抗压强度和冲击韧性来表征刻蚀前后金刚石性能的变化。结果表明:Pr_(6)O_(11)对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀程度和形貌均不同;当温度为750℃时,Pr_(6)O_(11)对金刚石单晶已有一定程度的刻蚀,随刻蚀温度的增加,刻蚀加剧,且金刚石{111}面的刻蚀程度比{100}面严重;{111}面刻蚀坑形貌从三角形变为层状结构三角形,{100}面由轻微的四边形变为类蜂窝状刻蚀坑;{111}面最大刻蚀深度从1.12μm增加到12.54μm,而{100}面只从0.30μm增加到2.11μm;金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576.25 N降低到最小530.06 N,冲击韧性由92.94 J/cm^(2)减小到88.53 J/cm^(2);Pr_(6)O_(11)对金刚石单晶的刻蚀机理在885℃前为催化石墨化,885℃后为催化石墨化和氧化。     

甲烷浓度对CVD金刚石薄膜晶体学生长过程的影响

采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术和扫描电镜分别观察了不同甲烷浓度条件下沉积的CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、微区晶界分布和表面形貌.研究了金刚石晶体{100}面和{111}面生长的晶体学过程.研究表明,{100}面通过吸附活性基团CH^2- 2,而{111}面通过交替吸附活性基团CH^-3和CH^-3后脱氢堆积碳原子.低甲烷浓度时,{111}面表面能低于{100}面,使{111}面生长略快于{100}面.甲烷浓度升高,动力学作用增强使{100}面生长明显快于{111}面,使金刚石薄膜产生{100}纤维织构;同时显露的{100}面平行于薄膜表面,竞争生长使位于晶体侧面的{111}面由于相互覆盖而减小,形成了不同于单晶体自由生长的薄膜表面形貌组织.     

(111)晶面同质外延生长单晶金刚石的研究

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在天然金刚石衬底的(111)晶面上同质外延生长单晶金刚石,研究了沉积温度、CH_4浓度以及小角度偏离(111)晶面的衬底对金刚石生长的影响。采用SEM和Raman对外延生长的金刚石进行表征,结果表明:高沉积温度、高CH_4浓度条件下,金刚石呈现出无序的多晶生长现象,随着沉积温度的降低,形貌和质量明显提高,在低沉积温度条件下金刚石表现出一致的单晶生长,但是表面形貌较为粗糙。进一步降低CH_4浓度可外延生长质量高、表面平整的单晶金刚石,速率达4.7μm/h.使用倾斜抛光方法将部分衬底面偏离(111)晶面约6°,对比实验发现,微小偏离(111)晶面的斜面衬底在高沉积温度、高CH_4浓度条件下也能生长出质量较好的单晶金刚石,生长速率明显提高,达到了9μm/h。     

ECR等离子体刻蚀增强机械抛光CVD金刚石

采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与机械抛光相结合的方法抛光化学气相沉积(CVD)金刚石,运用扫描电镜、Raman光谱观察、分析了刻蚀与抛光后金刚石的表面形貌和质量变化,并与单纯的机械抛光相比较,研究了等离子体刻蚀对后续机械抛光的影响,结果发现:金刚石经ECR等离子体刻蚀后非晶碳含量有一定程度降低,刻蚀过程在金刚石晶面形成的疏松表面有利于机械抛光,金刚石表面平均粗糙度更加快速降低。对比实验表明等离子体刻蚀对机械抛光前期的抛光效率的增强效果更为明显,在ECR等离子体刻蚀后的金刚石样品经10min机械抛光后粗糙度从7.284下降到1.054μm,而直接机械抛光30min时金刚石的表面粗糙度为1.133μm,在机械抛光的初始阶段,等离子体刻蚀后的机械抛光效率是单纯机械抛光效率的3倍。最终,经过三次重复刻蚀后机械抛光,金刚石表面粗糙度降为0.045μm。     

熔融铈快速抛光CVD金刚石厚膜及表面分析

利用熔融稀土铈(Ce)对CVD金刚石厚膜进行了抛光研究.详细讨论了工艺参数对抛光速率和表面粗糙度Ra的影响,获得了最佳抛光工艺.通过对抛光后金刚石膜表面的拉曼光谱(Raman)、俄歇能谱(AES)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)的分析,探讨了抛光机理.结果表明:该方法有很高的抛光速率,可达每小时数百微米.抛光后金刚石膜的Ra从10.845μm降低至0.6553μm.抛光的热处理工艺不但没有破坏金刚石表面的原始结构,而且由于铈对石墨的优先刻蚀,抛光后金刚石膜表面的石墨含量还大大减少.     

{100}织构化学气相沉积金刚石薄膜的取向生长过程

为了研究化学气相沉积（CVD）金刚石薄膜生长过程中{100}织构的形成机理,采用x射线衍射、电子背散射衍射和扫描电镜研究了CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、微区晶界分布和表面形貌。结果表明：金刚石薄膜以{111}面或{100}面为生长前沿面都能够形成{100}织构,但形成的表面形貌不同;通过吸附CH3-和CH3-在{1...     

晶面取向对同质外延单晶金刚石生长的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法,在天然金刚石的(100)、(110)以及(111)晶面上进行了同质外延生长单晶金刚石的研究,分析了这三个晶面上同质外延生长的特点。结果表明,不同的晶面上金刚石的生长速率和形貌显著不同。(110)晶面生长速率最快,表面由一系列大小不同的四面体组成,(100)晶面次之,呈现出排列规整的生长台阶,而(111)晶面生长速率最低,表面光滑平整,(100)和(111)的这种二维生长表面粗糙度明显小于(110)的一维生长表面,而这些特点与其生长模式密切相关。虽然在(111)晶面生长出了质量理想、表面平整的单晶金刚石,但是与(100)和(110)晶面外延生长的单晶金刚石相比,其质量还是较低。     

用热丝法在硬质合金基体上沉积金刚石膜的研究

用XRD，SEM和Raman光谱仪，洛氏硬度计等分析检测手段。研究了经表面两步法侵蚀后，YG15硬质合金基体上用热丝法沉积出的金刚石薄膜的晶体结构，显微组织，化学纯度及粘结性能等，结果表明，硬质合金基体表面一定深度范围内钴含量的变化。对金刚石薄膜的晶体结构取向，组织形态，化学纯度及粘结性能等有很大影响。（1）在基体表面深度约为5μm范围内，当钴含量为0.81%时，金刚厂长汪膜具有明显的{111}面取向，其金刚石纯度较高；而当钴含量为1.05%时，具有{110}和{111}面的混合取向，其金刚石纯度较低，且其薄膜具有较高的内应力。（2）当CVD沉积温度为800℃时，金刚石薄膜的晶粒度约为1-3μm。（3）与多边形金刚石薄膜相比，菱形金刚石薄膜与硬质合金基体具有较高的粘结性能。     

金属滑移面的价电子结构特性

为在价电子结构层次分析和研究A1型与A2型结构滑移面问题,以“固体与分子经验电子理论”为指导,计算了A1型与A2型结构的低指数晶面的价电子结构,提出了表征晶体沿晶面发生滑移难易的价电子结构参数F及其计算方法．研究结果表明,在A1型结构中,{111}面的F值最小,在Az型结构中,{110}面的F值最小,并以此解释了A1型与A2型结构滑移面分别为{111}与{110}这一金属学问题,从而把滑移面的本质追溯到金属平面的价电子结构上．     

不同表面结构PdH0.43纳米晶的制备及其甲酸电氧化性能（英文）

制备具有确定形貌和表面结构的纳米晶为研究其构效关系提供了有效途径,且有利于设计开发具有优异催化性能的纳米催化剂.本研究发展了一种制备不同形貌PdH0.43纳米晶的简易方法,其形貌分别为立方体、八面体和菱形十二面体,对应的裸露晶面分别为{100},{111}和{110}晶面.不同形貌PdH0.43纳米晶都非常稳定.其与商业Pd黑和三种纯Pd纳米晶相比,在甲酸电催化氧化反应中显示出更高的催化活性和极低的氧化过电位.立方体PdH0.43纳米晶的催化活性分别高于商业Pd黑的5倍和立方体Pd纳米晶的2倍.不同表面结构PdH0.43纳米晶的催化活性依次为PdH0.43{100}>PdH0.43{111}>PdH0.43{110}.     

高强Ti-IF钢铁素体区热轧和冷轧过程织构演变规律

为了揭示铁素体区热轧、冷轧和退火过程中高强Ti-IF钢中织构的演变过程,采用X射线衍射仪研究了铁素体区热轧及随后的冷轧和退火织构的特点.研究表明,在铁素体区热轧后,表面和中心面的织构类型和强度不尽相同,表面上的主要织构组分是剪切织构{110}<001>,而中心面上的主要织构组分是{001}<110>～{223}<110>和{111}<110>,由于织构的遗传性,冷轧和退火后的织构在表面和中心面上也不相同;经不同压下率冷轧后,织构变化趋势一致,表面上{110}<001>组分消失,{001}<110>成为最强组分,而中心面上最强组分由{001}<110>沿α取向线向{112}<110>偏移,冷轧织构由α织构和γ织构组成;退火后,表面上织构的变化与以往结论有所不同,{001}<110>～{112}<110>组分减弱,而γ取向线上的{111}<123>组分增强,{111}<112>和{111}<110>减弱.     

杂质原子在面心立方晶体中诱发的成对挛晶

为研究杂质原子在面心立方晶体内诱发的孪晶,采用刚性球模型进行计算研究。计算结果表明,当杂质元素的原子半径与晶体的原子半径之比约为1．65时,如果杂质原子吸附在面心立方晶体的{111}晶面上时,将可能在该{111}面上的某个[112]晶向上及与该{111}面的该[112]晶向成109．5。的另一个{111}面上的某个[112]方向上同时诱发挛晶,即诱发成对的挛晶,而不是仅仅在原来的{111}晶面上诱发一处孪晶．杂质原子诱发成对孪晶及单孪晶的的可能性各为50％．     

单晶金刚石机械研磨结合化学辅助机械抛光组合加工工艺

单晶金刚石因具有最高的硬度和最低的摩擦系数常被用来制备超精密刀具,而表面粗糙度是影响刀具寿命的重要指标.提出采用机械研磨结合化学辅助机械抛光的组合工艺抛光单晶金刚石.实验优化并确定的加工工艺如下:先用5μm和2μm金刚石粉研磨单晶金刚石表面,然后采用化学机械的方法去除机械研磨带来的损伤.用该工艺抛光单晶金刚石,表面粗糙度Ra可达0.8 nm(测量区域70μm×53μm).表面拉曼光谱分析表明化学机械抛光的表面只有1 332 cm-1拉曼峰.     

燃气表气阀配合面粗糙度及形貌特征研究

燃气表气阀配合面的粗糙度可以定量地评定燃气表气阀的密封性,并描述其形貌特征。该文搭建基于激光三角测距传感器、气浮平台和十字滑台的表面形貌测量装置,获得气阀配合面三维形貌的数据,并通过软件计算线性和回归三维快速高斯滤波的三维表面粗糙度参数。测试结果表明:区分气阀合格性时,回归滤波下参数可取Sa、Sq、Sz、Sku和S10z,阈值选为1.165μm、1.60μm、15.645μm、5.56μm和14.12μm;线性滤波下参数可取Sa、Sq,阈值选为1.59μm和2.02μm,回归滤波法优于线性滤波法。同时进一步分析不合格气阀表面形貌与三维表面粗糙度参数之间的关系,试验结果表明利用表面粗糙度测量结果可以判别气阀配合面的不同形貌特征。     

板条状马氏体形貌和惯习面的3D EBSD分析

利用3D EBSD-FIB(three dimensional electron backscatter diffraction-focused ion beam)技术,以高锰钢为实验材料,构建晶粒三维立体形貌,并对马氏体惯习面进行观察分析。结果表明:热致板条状马氏体表面平直,接近马氏体的{110}α,惯习面平行于奥氏体的{225}γ,其初始形核及后期生长均在{225}γ上进行;而形变诱发形成的板条状马氏体表面和惯习面分布近于{021}α和{225}γ,初始形核和前期生长沿{225}γ,后期生长沿{111}γ,由于外加应力,其表面发生弯曲变形,形核时间不同,偏离{225}γ-{111}γ程度不同。     

薄规格取向硅钢中晶粒取向和尺寸对Goss晶粒异常长大的影响

利用EBSD技术统计了薄规格取向硅钢片中初次再结晶和二次再结晶前期组织中{411}〈148〉、{111}〈112〉、{100}〈025〉取向晶粒尺寸分布,分析了三种不同取向的晶粒对Goss晶粒异常长大的影响。结果表明:初次再结晶组织中不同的取向晶粒对应的平均晶粒尺寸(d)存在差异,{411}〈148〉取向晶粒的平均尺寸最大,其次为{100}〈025〉取向晶粒,{111}〈112〉取向晶粒的平均尺寸最小。Goss取向晶粒异常长大的过程中优先吞噬{111}〈112〉取向晶粒,其次是{411}〈148〉取向晶粒,最后是近{100}〈025〉取向晶粒和近黄铜取向晶粒。{111}〈112〉、{411}〈148〉取向晶粒对Goss取向晶粒异常长大的影响主要体现在二次再结晶的前期。因此,可以推断取向硅钢中最终残留的"岛晶"可能来源于近黄铜取向晶粒或近{100}〈025〉取向晶粒。     

Fe_3O_4纳米晶的形貌可控制备及其电化学性能研究

以油酸和癸酸作为表面活性剂调控Fe_3O_4纳米晶的生长过程制备了由不同比例{100}与{111}面构成的Fe_3O_4纳米晶。利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM)等分析方法对Fe_3O_4纳米晶进行了物相测定和微结构观察,并分析了Fe_3O_4纳米晶的生长机制。在高电流密度(1A/g)条件下,八面体形貌Fe_3O_4纳米晶作为锂电池负极材料表现出比立方八面体和立方形貌Fe_3O_4纳米晶更加优异的电化学性能。实验结果证明Fe_3O_4多面体的表面结构显著影响Fe_3O_4活性材料在电化学循环过程中的电化学反应活性。     

FeNi-C-FeS体系金刚石中氮含量的研究

利用高温高压温度梯度法,在FeNi-C-FeS体系中进行了宝石级金刚石大单晶的合成研究,重点考察了FeS含量对金刚石中氮含量的影响。结果发现体系中随着掺杂FeS含量的增加,晶体品质会遭到一定程度的破坏,尤其是{100}生长区域。对晶体中氮含量而言,当掺杂FeS的量由0增加至1.25%时,{111}生长区域的氮含量与纯FeNi-C体系相比几乎没有发生变化,而{100}生长区域的氮含量却发生较大变化,远远低于纯FeNi-C体系中{100}生长区域的氮含量。这说明掺杂FeS更易对晶体的{100}生长区域产生影响,或者说S元素更容易进入{100}生长区域,这样S原子与N原子之间产生竞争,使氮原子进入金刚石的几率减少,导致{100}生长区域的氮含量急剧下降。     

高强IF钢热镀锌层织构分析

以高强IF钢热镀锌层为研究对象,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了镀层的组织形貌、物相和织构,分析了镀层与基底的对应取向关系。结果显示,470 ℃热浸120 s后,镀层由内到外依次为:致密层δ相,粗大的柱状晶层ζ相,短棒状ζ相。柱状晶层和短棒状ζ相的主要织构均为{010}和{201}面织构,柱状晶层ζ相的织构更强;致密层δ相主要为{1010}和{1120}面织构。α-Fe的{111}面与δ相的{1010}或{1120}晶面之间形成半共格界面,{111}〈110〉和{111}〈112〉分别与{1010}〈1120〉和{1120}〈1100〉相对应。由于半共格界面的界面能较低,结构稳定,镀层与基体的结合性更好。     

Ni 基高温合金中 MC 碳化物生长的理论形貌

本文应用 PBC 理论证实了 MC 碳化物从 Ni 基高温合金熔体中生长的理想形貌是以{111}面为外表面的八面体.认为 MC 的一种生长基元为由金属原子和周围六个碳原子组成的八面体配位体,在近平衡条件下MC 碳化物的晶体生长机制是该配位体沿晶体的{111}面层状生长.