金属团簇化合物W2Ag4S8(dppf)2激发态非线性光学性质

用Z扫描方法测量了金属团簇化合物W2Ag4S8(dppf)2的非线性光学响应,发现团簇W2Ag4S8(dppf)2具有显著的反饱和吸收和自聚焦等非线性光学性质.应用激发态理论分析了团簇W2Ag4S8(dppf)2的非线性吸收和非线性折射,结果与实验数据一致.通过数值模拟获得激发态和基态吸收截面比值Ka及非线性折射度比值Kr,阐述了Ka和Kr的物理意义.确定了团簇W2Ag4S8(dppf)2的三阶极化率x(3).团簇化合物W2Ag4S8(dppf)2对脉宽为纳秒的激发脉冲限幅效果比较好.     

HIPIB辐照前后Cr2O3陶瓷涂层超声衰减特性研究

采用等离子体喷涂方法在不锈钢基体上制备了厚度为50μm的Cr2O3陶瓷涂层,借助强流脉冲离子束(HIPIB)对涂层进行辐照,改变了涂层中的孔隙率及微裂纹阵列分布。利用超声水浸聚焦方法获得了辐照前后涂层试样的回波信号及其反射系数谱。结果表明,辐照前后涂层材料中超声波衰减系数与频率之间的关系分别为α=0.28f 9.50×10-4f2 7.04×10-6f4和α=0.11f 2.10×10-4f2 8.73×10-6f4,数据拟合与实验结果相符,超声表征结果与陶瓷涂层横截面的SEM(Scome lectric microscope)基本一致。     

基于超声波声压反射系数相位谱测定热障涂层密度的方法研究

提出一种利用超声波声压反射系数相位谱无损测量热障涂层密度的新方法。采用电子束物理气相沉积技术(electric beam physical vapor deposit,EBPVD)制备平均厚度为150μm的ZrO2-7%Y2O3(质量分数)热障涂层试样,借助强流脉冲离子束(high-intensity pulsed ion beam,HIPIB)对部分试样进行辐照,改变涂层密度。利用11MHz宽频超声脉冲波通过垂直入射水浸聚焦方式对涂层进行实验测试。依据涂层密度与声压反射系数相位谱极值之间的关系,结合相位谱实验曲线确定原始热障涂层及经HIPIB辐照后涂层的密度范围分别为4.74～4.92和5.02～5.08g/cm3。超声法涂层密度测量结果与Archimede法测量结果相符。     

基于超声声压反射系数相位谱法的热障涂层非均匀性表征

利用声压反射系数相位谱法对厚度为（50±5）μm,等离子体喷涂方法制备的Cr2O3陶瓷涂层的非均匀性进行了超声表征。对试样不同位置进行了声压反射系数幅度谱和相位谱测试分析,发现由相位谱测得的不同位置的声速值存在差异并且相位谱极值间的变化规律相反。结合扫描电镜（SEM）分析,认为这种差异是由涂层中孔隙与裂纹密集程度不同所引起的。借助数值计算,分析了涂层密度对相位谱的影响,进而解释了同一涂层试样相位谱极值间变化规律相反的原因。试验和数值计算结果表明,声压反射系数相位谱对涂层内部组织结构的变化更为敏感,可以用来表征涂层的非均匀性。     

18Mn-4Cr-0.4C-0.1N无磁钢的氮碳化物析出行为

采用金相组织分析、X射线衍射、电子探针显微分析等方法,研究了18Mn-4Cr-0.4C-0.1N无磁钢在800～950 ℃区间等温时效过程中氮碳化物的析出行为,并建立了氮碳化物的等温析出-溶解动力学曲线.结果表明,氮碳化物析出相M23(C,N)6和M7(C,N)3在奥氏体晶界析出,随着等温时间增加,析出数量增多,由粒状向链状聚集;进一步延长等温时间,两种析出相均发生分解,回溶到奥氏体中.M23(C,N)6和M7(C,N)3等温析出和分解的临界温度均为900 ℃,控制析出的临界冷却速度为25 ℃/min.     

靶基距对Cu/Si(100)薄膜结构和残余应力的影响

采用高功率调制脉冲磁控溅射(MPPMS)技术在 Si(100)基体上沉积 Cu 薄膜,SEM 观察薄膜厚度及生长特征、XRD 分析薄膜晶体结构、nanoindentor 测量薄膜纳米硬度和弹性模量、Stoney 公式计算薄膜残余应力,研究沉积过程靶基距对 Cu / Si(100)薄膜沉积速率、微结构及残余应力的影响。 随着靶基距的增大,薄膜沉积速率降低,薄膜的生长结构由致密 T 区向 I 区转变,Cu(111)择优生长的晶粒逐渐减小,薄膜纳米硬度和弹性模量也相应降低,残余拉应力约为 400 MPa。 较小靶基距时增加的沉积离子通量和能量,决定了薄膜晶粒合并长大体积收缩过程的主要生长形式,导致了 Cu / Si(100)薄膜具有的残余拉应力状态。 MPPMS 工艺的高沉积通量和粒子能量可实现对 Cu / Si(100)薄膜残余应力的调控。     

等离子体基低能离子注入技术的研究与发展

将低能离子注入技术引入等离子体基离子注入,一方面利用低能离子注入的低能优势,另一方面利用等离子体基离子注入的全方位优势,开发出等离子体基低能离子注入技术。等离子体基低能离子注入技术包括等离子体基低能氮、碳离子注入和等离子体源低能离子增强沉积两类工艺。低能离子的注入能量（０．４～３ ｋｅＶ）达到常规等离子体热化学扩散处理的电压范围,而工艺温度（２００～５００℃）则降至常规离子注入的上限温度范围。通过大量的工艺实验研究,实现了工艺过程的优化和控制,完成了对等离子体基低能离子注入改性铁基材料的金属学问题及物理、化学和力学性能的系统研究。证明了等离子体基低能离子注入技术满足铁基材料的表面改性要求。同时具有产业化发展潜力。     

高功率调制脉冲磁控溅射沉积TiAlSiN纳米复合涂层对钛合金基体抗氧化性能的影响研究

目的研究Ti6Al4V基TiAlSiN涂层在800℃下的抗循环氧化性能。方法采用高功率调制脉冲磁控溅射技术,通过调节N2/Ar的流量比fN2,在Ti6Al4V合金和Si(100)上沉积了一系列不同Si含量的TiAlSiN涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针、透射电镜和纳米压痕仪,表征了TiAlSiN涂层的成分、相组成、微结构和硬度,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜,进一步对Ti AlSiN涂层在800℃下循环氧化后的微观结构和形貌进行分析。结果脉冲平均功率为2k W时,fN2由10%增至30%,TiAlSiN涂层的Si含量(以原子数分数计)由6.1%增加至16.4%,涂层中Ti和Al含量则相应地降低。当fN2为10%时,TiAlSiN涂层呈现典型的X射线非晶结构特征,涂层中N含量(以原子数分数计)约为47%;当fN2为30%时,TiAlSiN涂层呈现Ti Al N和非晶相的混合结构。TEM结果表明,涂层中TiAlN晶粒尺寸约为5nm并均匀镶嵌在非晶相上。所有沉积于Si基底上的TiAlSiN涂层均具有相近的纳米硬度、弹性模量及残余应力,分别为17 GPa、225 GPa和–...     

金属中间隙原子的有效相互作用势

利用Hillert亚点阵理论和点阵静力学分析方法,建立了简谐近似下包含弹性效应即应变诱发相互作用的间隙合金总能量模型,获得了间隙原子间有效相互作用势.分别将描述基体亚点阵和间隙亚点阵的能破及其相互作用的点阵弊力学方程,在标准态附近作简谐近似,给出了包括化学相互作用势、Kanzaki力和动力学矩阵等系数的间隙合金总能量公式,再依据点阵静力学方程的平衡条件,确定了包含应变诱发相互作用的间隙原子间有效相互作用势.合金间隙原子间的有效相互作用势取决于化学相互作用势以及Kanzaki力与动力学矩阵耦合的应变诱发相互作用势,与原子种类、点阵参数及合金浓度相关.利用间隙合金的总能量模型计算了δ-Pu中He原子的有效相互作用势,结果表明,随着He原子浓度增加,间隙亚点阵常数增大,化学相互作用势和应变诱发相互作用势均减小,造成有效相互作用势降低.有效相互作用主要受应变诱发相互作用的影响.