Cd0.9Mn0.1Te晶体生长及其缺陷分析

采用Bridgman法和ACRT－B法生长了两根Cd0.9Mn0.1Te晶锭（简称CMT－B和CMT－A）。采用光学金相显微镜和扫描电镜研究了这两种方法生长的晶体中出现的各种缺陷,并分析了其形成机理。采用JEOL－733电子探针测定了两根晶锭中Mn的分布。对比CMT－B和CMT－A两根晶锭,发现ACRT所产生的对流可提高Cd0.9Mn0.1Te晶体的结晶质量。     

Cd补偿垂直布里奇曼法生长Cd0.9Zn0.1Te晶体

采用传统垂直布里奇曼法和Cd补偿垂直布里奇曼法,分别生长出两根尺寸为 30mm×130mm的Ccd0.9Zn0.1Te晶锭.测试了晶体的结晶质量、成分分布、位错腐蚀坑密度(EPD)、红外透过率及电阻率.结果表明,Cd补偿垂直布里奇曼法生长的晶体结晶质量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻率高.这说明Cd补偿垂直布里奇曼法是一种生长高阻值CZT晶体的优良方法.     

Bridgman法生长的MnxCd1-xIn2Te4晶体相形成规律和物理性能研究

采用Bridgman法生长了x为0.1,0.22和0.4的四元稀磁半导体化合物MnxCd1-xIn2Te4晶体.研究了三根晶体中相的形貌、结构、成分和Mn0.1Cd0.9In2Te4晶体中各组元沿轴向和径向的成分分布.晶体生长初始端的组织为α+β+β1,随着生长的进行,形成β相的单相区.在晶锭末端,形成In2Te3类面心立方结构化合物.组分x增大后,MnxCd1-xIn2Te4晶体的吸收边向短波方向移动,禁带宽度则线性增大.磁化率测量结果表明:晶体在高温区的x-1-T曲线服从居里-外斯定律,在低温区(<50K)则表现出顺磁增强现象.     

ACRT-B法生长的MnxCd1-xIn2Te4晶体的溶质分凝特性

研究了ACRT－B法生长的Mn0.2Cd0.9In2Te4晶体中界面形状和各组元沿轴向的分布规律及其分凝因数，发现结晶界面为椭球形；采用理想配比生长MnxCd1-xIn2Te4晶体，其4种组元并不按（Mn,Cd):In:Te=1:2:4比例结晶，而是要重新分布；通过数学方法处理实验数据得到Mn,Cd,In的分凝因数在α相区分别为1．286，1．9257和0．7294，在β相区则分别为1．12，1．055和0．985。     

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿（111）择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。     

温度梯度溶液生长法制备x=0.2的Cd1-xZnxTe晶体及性能研究

利用温度梯度溶液生长法(TGSG)在较低生长温度下制备了掺Al和掺In的x=0.2的Cd1-xZnxTe晶体,晶体起始生长温度约为1223K,温度梯度为20～30K/cm,坩埚的下降速度为1mm/h。采用红外显微镜、傅里叶红外光谱仪、扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)和I-V测试分别研究了晶体中的Te夹杂相、红外透过率、Zn组分分布和电阻率。结果显示CdZnTe晶锭初始生长区、稳定生长区的Te夹杂相密度分别为8.3×103、9.2×103/cm-2,比垂直布里奇曼法生长的晶体低约1个数量级,红外透过率分别为61%、60%。Al掺杂CdZnTe晶体的电阻率为1.05×106Ω.cm,而In掺杂CdZnTe晶体的电阻率为7.85×109Ω.cm。晶锭初始生长区和稳定生长区的Zn组分径向分布均匀。     

Hg1-xMnxTe晶体在ACRT-B法生长过程中的溶质再分配

基于对溶质传输特性的定量估算,确定了Hg1-xMnxTe晶体在ACRT-B生长过程溶质再分配的简化条件和计算模型,并用于晶体生长过程成分偏析的计算.结果表明,在ACRT-B法生长的Hg1-xMnxTe e晶体中由于分凝Mn含量在初始区远高了平均值,随后逐渐降低.未端溶质含量则远低于平均值.只在晶锭中部很小的范围获得满足成分要求的晶段.而采用偏离理想成分配比的配料也能获得满足成分要求的晶段,并且在一定成分范围内随配料成分的降低,该晶段增大,其位置向结晶质量更高的初始区移动.欲生长x=0.11的Hg1-xMnxTe晶体,推荐采用x0＜0.11的配料成分.在计算的基础上,采用直径Φ5mm的Hg0.89Mn0.11Te晶锭进行了ACRT-B晶体生长实验研究.通过电子探针成分分析获得了沿晶体长度的成分分布.在晶锭的主要区段,实验结果与计算结果一致.仅在初始区实验结果低于实验值,未端区高于实验值.分析认为这是由于计算模型中关于液相中溶质均匀混合的假设在初始区和未端区不满足造成的.     

Cd0.9Zn0.1Te晶体中的In掺杂研究

采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）和光致发光的手段研究了In在Cd0.9Zn0.1Te晶体中的分布及存在状态,浓度测试结果表明，In的分凝特性受生长条件影响很大，沿晶体轴向有效分凝因数在0．19到0．5之间变化。对高电阻和低电阻In掺杂Cd0.9Zn0.1Te晶体光致发光强度与温度依赖关系的研究表明，高电阻晶体D^0X峰存在两个热激活能2．8meV和21meV，低电阻晶体A^0X热激活能为3．4meV。分析认为In掺杂导致的自补偿效应是导致掺杂效率低下的原因。     

温度梯度溶液法生长的Cr掺杂的ZnTe晶体的表征

以CrTe作为掺杂源、以Te作为溶剂, 用温度梯度溶液法生长了Cr掺杂的ZnTe晶锭。晶锭头部的晶粒尺寸较大(>10 mm×10 mm), 且Te夹杂相较少。Te夹杂相的大小、形状和分布可以反映晶锭中的温场分布。晶锭的径向非对称温场导致富Te相沿径向非对称分布。Te夹杂相在温度梯度作用下的热迁移会导致其相互融合长大、变长。Te夹杂相也会在晶体中引入裂纹和空洞等缺陷。部分未被掺入ZnTe中的CrTe富集于固液界面处, 表明温度梯度溶液法生长晶体时具有一定的排杂作用。Cr掺杂的ZnTe晶体的电阻率(约1000 Ω·cm)高于未掺杂的ZnTe(约300 Ω·cm)。Cr掺杂晶体在约1750 nm处的吸收峰表明Cr²⁺离子被成功地掺入了ZnTe中。但是Cr掺杂后晶体的红外透过率降低, 表明Cr掺杂引入了较多的缺陷。     

三温区坩埚下降法生长Cd_(1-x)Zn_xTe单晶体

CdZnTe晶体是一种性能优畀的室温核辐射探测器材料.在熔体法生长CdZnTe晶体的过程中,生长炉的内部温场分布对获得的晶体结构和性能有很大影响.根据CdZnTe晶体的生长习性,设计了三温区单晶炉,用坩埚下降法生长出CdZnTe单晶体.通过X射线衍射、红外透过率、I-V测试等分析研究,得到了红外透过率约为61%,腐蚀蚀坑密度(EPD)为104 cm-2,电阻率为109～1010 Ω·cm的Cd0.9 Zn0.1 Te单晶体.表明三温区坩埚下降法生长的单晶体结晶质量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻率高.     

0Cr25Ni22Mn5Mo2堆焊层超低含量δ-铁素体的测定

采用0Cr25Ni22Mn5Mo2合金焊丝在16MnR低合金钢表面堆焊形成堆焊层,采用光学显微镜、扫描电镜和电子背散射衍射仪等仪器对堆焊层的相组成及含量进行了分析。结果表明:0Cr25Ni22Mn5Mo2堆焊层的显微组织主要为奥氏体,δ-铁素体含量极少,电子背散射衍射技术可以用作堆焊层中细小物相的分析,并获得极低含量的物相数;电子背散射衍射技术在焊接材料的分析中具有广阔的应用前景。     

40CrMn合金奥氏体结构及相变行为的电子理论研究

利用“固体与分子经验电子理论”的键距差分析法建立了 4 0 Cr Mn合金奥氏体的价电子结构 ,研究了合金中 Cr,Mn对其 C-曲线的影响。分析表明 :4 0钢中加入 Cr,Mn元素后 ,较强的 C-Me强键络阻碍了合金奥氏体的相变 ,从而提高了合金的淬透性 ,并引起 C曲线的拖曳效应。     

A new ordered phase in the AlPd system

Using electron diffraction and electron microscopy a new phase has been observed in a rapidly solidified Al-6%Pd alloy. Depending on the cooling rate this phase is present in the as quenched cellular-dentritic structure along the cell boundaries or in finer precipitates mostly along the domain boundaries of the fcc solid solution. In both cases the precipitates agglomerate and grow to bigger size after heating in the electron microscope. The new phase having a complicated structure and a large unit cell is closely related to the Al₄Mn phase which is hexagonal.     

稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响

以普通镀镍液为基础，研究了不同的稀土添加量对镍及镍钴合金镀层性能的影响。对镀层进行了硬度测试，孔隙率测试及扫描电子显微镜分析，比较了稀土和硫酸钴改善镍镀层性能的能力。试验结果表明，1．0g/L稀土元素可以大大改善镍及镍钴合金镀层的性能，使镀层结晶细化，结构紧密。     

富勒烯-衣康酸共聚物的合成及其润滑性能

通过自由基聚合，合成了一种新型纳米级富勒烯－衣康酸共聚物，其易溶于水，甲醇、丙酮、四氢呋喃等溶剂。采用FTIR、UV－240、GPC等进行结构表征，TEM分析表明其在水溶液中形貌为理想的球形，平均粒径约为48nm，四球机试验测试结果表明，一定浓度的富勒烯共聚物可有效提高水基液的承载能力，增强抗磨能力，对其磨斑表面采用扫描电子显微镜分析，结果表明，磨痕变浅，磨斑减小，有效降低了磨损。     

Composition Distribution in the MnxCd1-xIn2Te4 Ingot Grown by ACRT-B Method

MnxCd1-xIn2Te4 (x=0.1) ingot was successfully grown by the modified Bridgman technique, which applied the accelerated crucible rotation technique (ACRT) in Bridgman process, or briefly ACRT-B. The growth interface profile shape and the composition distribution in the MnxCd1-xIn2Te4 (x=0.1) ingot were analyzed. Even though the stoichiometric composition was synthesized in the original ingot, the composition has been redistributed during the ACRT-B growth process. Mn and Cd contents decrease while In increases along the longitudinal axis. The partition ratios of solutes Mn, Cd and In at the growth interface are evaluated by a mathematical method based on the experimental data, which are found to be 1.286, 1.926 and 0.729 in α phase growth process, and 1.120, 1.055 and 0.985 in β phase growth process, respectively. In the radial direction,Mn and Cd contents increase while In decreases with the distance from the centerline of the ingot.     

弹性金属塑料轴承材料的摩擦磨损特性

用MM－200摩擦磨损试验机，对含有填充料的PTFE为瓦面、青铜丝为弹性层的弹性金属塑料（EMP）轴承材料在30号透平油润滑时的摩擦磨损特性进行了研究，通过称重法、表面原始粗糙度、磨损微粒分析技术及扫描电镜对其摩擦学性能进行了初步探讨。结果表明，油润滑时，含填充料弹性金属型料轴承材料的磨损量随负荷、对偶面表面原始粗糙度值增大而增加，但比纯PTFE材料的磨损量低。     

The composition of insoluble intermetallic phases in aluminium alloy 6010

Insoluble intermetallic particles have been extracted from the complex Al (Mg, Si, Cu, Mn, Cr, Fe) alloy (designated 6010) using an extraction solution containing 8-hydroxyquinoline. The extracted particles were analysed using both X-ray diffraction and energy dispersive analysis techniques in the transmission electron microscope. The particles were found to be the cubic -Al(Fe Mn)Si phase. Analysis showed two distinct compositions for the phase: larger particles (>0.5m) had a much higher iron content and lower silicon content than smaller particles. The absorption of other solute elements into these particles during an ageing treatment was noted.     

镧掺杂钙锰氧体/聚吡咯复合物的制备、表征及其电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法和溶液原位复合技术分别制备了镧掺杂钙锰氧体(La_{1- x} Ca_x Mn_{0. 7}Co_{0. 3}O₃, x = 1. 0, 0. 9, 0. 8 , 0. 7, 0.6) 粉末及其聚吡咯( PPy) 相对质量分数为60 %和80 %的钙锰氧体/ 聚吡咯复合物微粒La_{0. 3}Ca_0.7Mn_{0. 7}Co_{0. 3}O₃/PPy。借助FTIR、XRD、SEM 和电化学测试等分析手段表征了钙锰氧体粉末及其复合材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明, 复合材料中包覆的聚吡咯外层和复合氧化物之间存在相互作用, PPy 减少了纳米颗粒的团聚现象,La_{0. 3}Ca_0.7Mn_{0. 7}Co_{0. 3}O₃和La_{0. 3}Ca_0.7Mn_0.7Co_{0. 3}O₃/PPy的粒径分别为46. 2 nm 和43. 5 nm , 并且复合物的氧化还原峰电流随吡咯含量的增加而变大。      

金相学史话(6):电子显微镜在材料科学中的应用

Ruska在三十年代研制出第一台电子显微镜 ,战后 (195 4年 )又在极端困难条件下发展出带有电子衍射功能的高分辨电镜ElmiskopI。但是 ,从专利优先权角度看 ,他不是电镜的发明人。直到半个世纪后 ,有关的争议人都已过世 ,他才在 1986年获得这个迟到的但却是当之无愧的诺贝尔物理奖。材料科学的几次突破性进展充分说明电子显微镜的重要性。首先是电子衍射与成像的结合使位错的直接观察得以实现。在双束 (透射束与一个强衍射束 )条件下 ,位错产生的畸变区的衍射强度与基体不同从而显示衬度差异 (衍衬像 )。位错等晶体缺陷因此得以成为六、七十年代的研究热点。选区衍射使晶体结构分析进入到微米甚至到纳米层次。迄今为止 ,八十年代发现的各种类型的准晶 (五重、八重、十重、十二重旋转对称准晶 )都是使用这种手段实现的 ,从而扩大了晶体的范围 ,把无周期性的准晶也包括进去。高分辨电镜已发展到分辨单个原子的水平 ,这就为九十年代发现和研究纳米碳管创造了条件 ,开辟了纳米技术的新纪元