内应力对金属薄膜生长织构的影响

基于FS型原子镶嵌势（EAM热）用分子动力学模拟了金属多晶薄膜的原子沉积生长过程，通过预设恒定应变在薄膜生长过程中引入了单轴压应力，模拟研究了应力对呈丝织构的多晶薄膜中沿丝轴旋转取向择优的影响，模拟结果表明，在固定压应变条件下，最密排方向偏离压应力轴的晶粒较为优先生长发展；在生长过程中，取向择优的晶粒从沉积表面开始逐渐扩张吞并相邻晶粒，模拟结果还显示，这种生长织构的发展随沉积膜厚增加有显著的临界特征，在织构发展过程中被吞并的晶粒局部出现孪晶，继而转换为择优生长晶粒的结构，在被吞并的晶粒最终消失处将会留下失配位错。     

制备工艺对超磁致伸缩Fe-Ga合金薄膜表面形貌的影响

采用JZCK-600F型多功能镀膜设备制备了Fe-Ga合金薄膜,研究了溅射工艺对Fe-Ga合金薄膜沉积速率及表面形貌的影响。用SEM、EDS研究了Fe-Ga合金薄膜的表面形貌和薄膜成分。当其他工艺参数不变时,溅射时间、溅射功率是影响Fe-Ga合金薄膜的厚度和生长速率的主要因素。随溅射时间和功率的增加,薄膜厚度和沉积速率也随之增加,并且薄膜厚度与溅射时间和功率呈现出正比例关系;但是薄膜厚度过大,加大的内应力会使薄膜剥离。溅射功率过大时,内应力同样会使薄膜内部出现裂纹。所制备Fe-Ga合金薄膜的磁畴图像明暗对比明显。磁畴形状呈现不太规则的团圈状,类似珊瑚结构。薄膜的结晶化生长良好,薄膜形貌为较均匀致密的颗粒状结构。优化的薄膜溅射工艺参数为溅射功率80 W、溅射工作气压0.6 Pa、溅射时间60 min、Ar气工作流量25 mL/min。采用此优化工艺制备的Fe-Ga合金磁致伸缩薄膜悬臂梁偏移量为69.048 μm,可满足制备微器件所需性能。     

气压对磁控溅射硅钼薄膜结构及内应力的影响

文章研究了气压对射频磁控溅射法在硅基底上制备硅钼薄膜的影响,成功制备出单一的四方相二硅化钼薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及应力分布测试仪对退火前后的薄膜样品进行了结构和应力分析。结果表明:气压对薄膜的微结构和内应力有重大影响。随着气压的升高,薄膜的结构发生表化,内应力降低。经高温退火后,薄膜的晶化程度明显提高,内应力大幅降低。     

磁控溅射制备Fe-Ga薄膜研究

研究了磁控溅射工艺中溅射功率对制备Fe-Ga薄膜的影响,对薄膜进行了热处理以及硬度测试.结果发现,在50～100W,薄膜厚度随溅射功率的增大而增加,并且在100W时所得的薄膜厚度和致密性最佳.热处理后发现薄膜变得更致密、更均匀.在一定功率范围内,薄膜的硬度也随溅射功率的增加而增加.     

本底真空对磁控溅射镍铬合金薄膜电阻的影响

目的研究本底真空对溅射镍铬合金薄膜性能的影响。方法在不同溅射时间下制备了不同厚度的镍铬合金薄膜,采用4、6、8、10 h不同的抽真空时间制备薄膜样品,并在空气、氮气及真空气氛中,对同一工艺条件下制备的镍铬合金薄膜样品分别在300、400、500℃下进行热处理,所有样品分别测试方块电阻。结果不同厚度的镍铬合金薄膜的方块电阻与薄膜厚度之间存在非线性关系,样品的方块电阻随着溅射前抽真空时间的增加而降低。在真空和空气中进行热处理的薄膜的方块电阻变化规律一致,而在氮气中的则相反。结论本底真空残留气体对镍铬合金薄膜的氧化是引起薄膜电阻率增大的主要原因,即射频磁控溅射镍铬合金薄膜被氧化而使电阻率增大,随着溅射时间的增加,残留气体影响减小,导致电阻率降低。前期抽真空时间大于9 h,靶材溅射清洗时间大于110 min时,制备的镍铬合金薄膜电阻率才趋于稳定。     

In,Ge添加对Fe81Ga19合金磁致伸缩系数的影响

研究了Fe81(Ga1-xYx)19(Y=In,Ge;x=0,0.1)合金的相结构,微观结构和磁致伸缩性能.结果表明:铸态和淬火态Fe81Ga19为A2相单相结构,微观组织是均匀的等轴晶;添加In后,合金由A2和富In相两相组成,富In相呈细小的颗粒状沿晶界分布,淬火后,富In相数量减少;添加Ge后,合金保持了A2相结构,晶格常数减小,铸态Fe81(Ga09Ge01)19合金中存在大量的枝晶,淬火后枝晶消失,成为均匀的等轴晶.铸态Fe81Ga19合金的磁致伸缩系数为3.3 ×10-5,淬火后提高到了7.2 ×10-5;添加In后,合金的磁致伸缩系数降低,淬火态Fe81(Ga0.99In0.1)19合金的磁致伸缩系数较热处理前提高了约1倍;添加Ge后Fe-Ga合金的磁致伸缩系数降低,与铸态Fe81(Ga0.9Ge0.1)19合金相比,淬火后磁致伸缩系数提高了约2倍.     

Fe72.5Ga27.5合金的相结构和磁致伸缩性能

系统地研究了Fe72.5Ga27.5合金不同冷却方式和制备工艺条件下的相结构和磁致伸缩性能.结果表明该合金铸态、定向凝固态、快速凝固态和1000℃淬火时均保持D03结构.炉冷退火状态合金为D03和L12两相结构.炉冷时合金的饱和磁化强度达到140 A·m2/kg,淬火、定向凝固和快速凝固后,饱和磁化强度略低.快速凝固法制得的带材饱和磁场约为160 kA/m,远小于其它状态试样的饱和场强.退火态试样的室温饱和磁致应变为-59×10-6,铸态和定向凝固态均为53×10-6.淬火态合金的室温饱和磁致应变达到114×10-6.不同制备条件下合金的室温饱和磁致应变与其不同相结构密切相关.     

退火温度对SiC薄膜表面形貌和结构的影响

采用射频磁控溅射法在单晶Si(100)表面制备了非晶态SiC薄膜,并于真空热处理炉中进行(800～1200)℃×1h退火处理。通过X射线衍射、扫描电镜以及摩擦磨损试验研究了退火温度对薄膜结构、表面形貌以及性能的影响。结果表明,退火温度在800℃以上薄膜结构开始发生明显的晶态转变,在1000℃时薄膜主要结构为3C-SiC,且薄膜表面晶粒细小、致密,摩擦系数约为0.2。在1200℃退火时,薄膜为混晶结构,且薄膜晶粒明显粗化。     

熔体快淬法制备Fe81Ga19磁致伸缩合金

采用GaIn合金冷却液体作为冷却介质,将Fe81Ga19熔体快淬制备出具有晶粒沿径向生长的合金棒.利用XRD极图反射法判定棒轴为[110]方向.通过热分析和XRD测试结果,结合相图分析可知,合金为A2无序体心立方相,热处理未改变合金的A2结构,但在690℃附近发生了A2相的Curie转变.合金棒材在无轴向压力条件下获得饱和磁致伸缩值为66×10-6;在加压条件下磁致仲缩出现明显的压力效应,在50 MPa下饱和磁致伸缩增加到115×10-6.     

氧化膜结构及内应力对新锆合金腐蚀机理的影响

采用XRD和Raman光谱技术对NZ2锆合金在360℃,18.6 MPa含锂水和400℃,10.3 MPa蒸汽中腐蚀不同时间后氧化膜的内应力及晶体结构进行测试,通过SEM对氧化膜的显微结构进行表征.结果表明,随着腐蚀时间的延长,NZ2合金氧化膜中四方相含量不断降低,单斜相含量不断升高,发生四方相向单斜相转变.当氧化膜厚度达到2 mm时,出现了立方相.氧化膜中四方相含量越高,锆合金的耐腐蚀性能越好.氧化膜内应力及显微结构的研究结果表明,NZ2合金氧化膜内有高的压应力存在.氧化开始阶段,随着腐蚀过程的进行,氧化膜内部压应力增加.当氧化膜厚度达到2 mm时,氧化膜中压应力超过临界值,氧化膜发生破裂,应力释放发生.裂纹降低了氧化膜的保护性,腐蚀转折发生.转折后氧化膜内压应力很低,而且基本保持恒定.因此,腐蚀转折与氧化膜内压应力的突然释放密切相关.氧化膜中压应力越高,四方相越稳定,耐腐蚀性能越好.同时,探索了氧化膜中四方相和立方相的稳定机理,建立了新锆合金的腐蚀机理模型.     

Influences of post-annealing and internal stress on magnetoresistance properties of Ni80Fe20 films

Ni80 Fe20 films with thickness about 54 nm were deposited on K9 glass and thermally oxidized silicon substrates at ambient temperature by electron beam evaporation with deposition rate about 1.8 nm/min. The as-deposited films were annealed at 350, 450 and 570 ℃ respectively for 1 h. After annealing at 570 ℃, the anisotropic magnetoresistance ratio(RAM) of the films is greatly improved. It increases to 3%- 3.5% nearly about three times of that of the as-deposited films. The grain size increases with the annealing temperature and the [111] crystal orientation is obviously enhanced after annealing at temperature above 450 ℃. The internal stress in the films deposited on K9 glass is compressive and the resistance measurement shows that RM∥ is larger than RM⊥ in these films. However, in the films deposited at the same conditions but on oxidized silicon substrates, the internal stress is tensile and RM⊥ is larger than RM∥. The differences of RM∥ and RM⊥ in two series of specimens are discussed.     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

热处理对AlFeCrCoNiMo高熵合金微观组织与硬度的影响

利用真空电弧熔炼法制备了AlFeCrCoNiMo高熵合金。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度仪,研究了退火对高熵合金的微观组织及硬度的影响。结果表明:铸态以及退火后的合金是树枝晶结构,枝晶间是由Cr_9Mo_(21)Ni_(20)和NiCoCr金属间化合物组成的共晶结构;随着退火温度的升高,FCC相逐渐减少,并会析出新的金属间化合物;合金的微观应力表现出先增大后减少的变化趋势;合金的硬度随着退火温度的升高先升高再降低,合金的应力与硬度的变化趋势一致,当退火温度达到800℃时,合金的硬度达到最大。     

热处理温度对Cu-In薄膜微观结构的影响

采用电镀工艺制备了CIS太阳能电池的Cu-In预制薄膜,通过分析不同温度热处理后材料结构的变化,研究了Cu-In预制层薄膜的相变规律及其表面特征.实验结果表明:在433K温度下进行热处理后,Cu-In薄膜由单质In及少量Cu11In9构成,此时单质In熔化,凝固后其表面In颗粒长大;当热处理温度高于577K时,在表面富In区发生固液转变,薄膜表面更加致密.随着Cu和In原子相互扩散加剧,Cu11In9最终完全转变为Cu16In9.     

氧化热对铝合金硬质氧化膜的影响(英文)

采用自制的实验装置和硫酸电解液研究阳极氧化热对铝合金2024硬质氧化膜的影响。与氧化热由氧化膜传递到电解液中相比,氧化热由铝基体传递到冷却液中有利于氧化膜的生长,成膜速度、膜厚、致密度和硬度显著提高,并随着冷却液过冷度的增大而增大。氧化膜生长所需的冷却液过冷度与电解液过冷度、铝基体壁厚、氧化膜厚度、气泡覆盖特性参数以及电流密度有关。可通过控制冷却液温度来控制氧化膜的微观结构和性能。     

热处理对GH4199合金组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及布氏硬度实验研究了热处理制度对GH4199合金组织和硬度的影响。结果表明:在1080~1180℃进行固溶处理,合金硬度随着加热时间的延长逐渐下降,固溶温度越低,达到稳定硬度值所需的时间越长,且稳定硬度值也就越高;随着固溶温度的增加奥氏体晶粒逐渐长大,超过1120℃后晶粒明显粗化;在1120℃以下,固溶处理时间对晶粒大小几乎没有影响;合金组织中含有大量的碳化物,主要以M6C形式存在,也有少量的M23C6和MC。随着固溶温度的增加和时间的延长,在晶界呈链状不均匀分布的碳化物逐渐溶解、粗化。