VO_2/FTO复合薄膜的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射法在掺氟的SnO_2(FTO)导电玻璃衬底上沉积纯钒金属薄膜,再在常压氮氧混合气氛中退火制备VO_2/FTO复合热致变色薄膜,并对复合薄膜的结构、光学特性以及电学特性进行了测试分析。结果表明,薄膜结晶程度较高,表面平滑致密,具有很好的一致性,导电玻璃上的FTO并没有改变VO_2择优取向生长,但明显改变了VO_2薄膜的表面形貌特征。与VO_2薄膜的典型相变温度68℃相比,VO_2/FTO复合薄膜的相变温度降低约20℃,热滞回线收窄到5℃,相变前后的红外透过率分别为45%和22%,相变前后电阻率的变化达3个数量级,VO_2/FTO复合薄膜优良的光电特性对新型光电薄膜器件的设计开发和应用具有重要意义。     

柔性摩擦辅助电沉积纳米晶镍的热稳定性（英文）

采用柔性摩擦辅助电沉积技术在无添加剂的Watts液中制备(111)择优取向且平均晶粒尺寸约为24 nm的等轴纳米晶镍镀层。差示扫描热分析结果表明:该纳米晶镍镀层的快速晶粒生长峰值温度约为285.4°C,晶粒生长趋于平衡峰值温度约为431.5°C。等时退火结果表明:该纳米晶镍镀层因无硫而未观察到异常晶粒生长行为;同时由于其初始镀态的低能界面结构和一定量退火纳米孪晶的形成,降低了纳米晶粒生长的驱动力,导致其热稳定性得到改善,使得该镀层在450°C退火后,表现出很小的残余拉应力(约50 MPa)和较高的硬度(约HV 400)。     

ZnFe_2O_4空心球的制备及由顺磁到铁磁性的转变（英文）

采用简单浸渍法,以制备的酚醛(PF)球为模板,经500～700°C退火,合成粒径为200～302 nm的ZnFe_2O_4空心球(ZFHs)。所制备的ZFHs由尺寸15～20 nm的大量小纳米粒子组装而成,在这些纳米粒子之间存在着许多介孔。经500～550°C退火后,ZFHs呈单一的立方尖晶石结构,而较高的退火温度导致六方氧化锌和菱形α-Fe_2O_3二次相的形成。纳米粒子的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大。退火温度的降低导致顺磁性向铁磁性的新转变,饱和磁化强度从2.3 A·m~2/kg显著提高到13.5 A·m~2/kg。研究空心球体结构的形成对Fe~(3+)和Zn~(2+)在尖晶石结构中再分布的影响。     

退火工艺对钛阳极用1.0 mmTA1钛卷组织和性能的影响

采用不同的退火工艺对冷轧TA1钛卷进行罩式炉退火处理，对比分析不同退火工艺下的微观组织和力学性能。结果表明:在相同保温时间下，冷轧钛卷在630 °C和650 °C保温退火，组织为完全再结晶等轴组织，且650 °C退火温度晶粒尺寸发生明显的长大。相同的退火温度下，晶粒尺寸随着保温时间的增加而明显的长大。通过选择合理的退火工艺630 °C/10 h，TA1钛卷可获得良好的力学性能和晶粒度匹配性，满足钛阳极板和网的特殊要求。     

铸态Ti-25V-15Cr-0.3Si钛合金静态再结晶过程中的二次相析出位置及显微组织演变（英文）

利用热压缩和热处理实验研究铸态Ti-25V-15Cr-0.3Si钛合金的显微组织演变和二次相析出位置。研究在不同热处理温度和时间下晶粒的平均长宽比、平均面积和尺寸,分析变形量和退火参数对晶粒面积和尺寸的影响。结果表明,晶粒尺寸受变形量和退火时间影响显著,在950°C、变形量为30%、当退火时间从10 min增加至2 h时,晶粒明显长大;而当退火时间为2~4 h时,晶粒长大缓慢。此外,还观察到大量弥散质点以连续的链状存在,显微组织观察和TEM衍射花样分析证实沿着原始晶界析出的弥散质点为Ti_5Si_3相。     

退火工艺对冷轧低碳钢组织和性能的影响

对低碳带钢进行多道次常规冷轧(原始厚度为2.5 mm,轧后厚度为0.4 mm,总压下量为84%),研究退火工艺对冷轧板组织和性能影响。结果表明：轧制完成后,晶粒明显拉长,出现了较高密度的位错。随退火温度升高,位错密度显著下降,晶粒得到细化,550 ℃时,形变组织完全消失,再结晶过程结束,位错密度为1.34×1014 m-2,晶粒尺寸1.24 μm。退火温度高于550 ℃时,晶粒尺寸不断长大,试样的表面活化能高达278 kJ/mol。550 ℃最佳退火温度下,保温时间达到60 min时,再结晶基本完成,显微硬度下降明显,伸长率增加。     

退火对Zr-4合金复合板组织和性能的影响

采用“热轧+冷轧+退火”法制备Zr-4合金复合板。利用EBSD分析再结晶度和晶粒尺寸,通过弯曲试验和疖状腐蚀试验检测复合板性能。结果表明: 再结晶度和晶粒尺寸随着退火温度的升高而增加;当冷轧变形量为7%时,Zr-4合金复合板经550 ℃保温1 h退火后,其耐疖状腐蚀性能最优且弯曲性能满足要求,确定的最佳退火工艺制度为550 ℃保温1 h。     

汽车用镀锌低合金高强钢HX550LAD+Z的研制与开发

为开发力学性能稳定、冷弯性能良好的汽车用镀锌低合金高强钢HX550LAD+Z,对HX550LAD+Z钢的化学成分、控轧控冷及镀锌退火工艺进行了设计，并采用拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析了成品力学性能、冷弯性能、金相组织和析出物等。结果表明：采用低C同时添加微量Nb、Ti的化学成分设计，热轧终轧温度为920℃、卷取温度为550℃,镀锌均热温度为840℃、缓冷温度为700℃,镀锌光整采用0.5%恒延伸率模式，生产的镀锌低合金高强钢HX550LAD+Z组织为铁素体+珠光体，平均晶粒尺寸为7.5μm,晶粒度达11.2级，析出物主要为Ti(C,N)和(Nb, Ti)(C,N),抗拉强度R_m≥620 MPa,屈服强度R_p0.2=560～620 MPa,伸长率A₈₀≥14%。开发的镀锌低合金高强钢HX550LAD+Z成功应用于汽车后梁上下件，零件产品表面质量、性能及尺寸外形等各项指标均达到相关技术要求，零件实现减重9%。     

退火工艺对冷轧三层复合铝箔抗下垂性能的影响（英文）

采用硬度测试、EBSD观察、EDS分析及下垂试验系统地研究了退火工艺对冷轧4343/3003/4343复合铝箔及3003芯材铝箔的硬度、显微组织、Si扩散及抗下垂性能的影响。研究结果表明,随着退火温度的升高,复合铝箔及芯材铝箔的硬度降低,而两种铝箔均在380°C退火1 h后获得最佳的抗下垂性能。380°C退火后,复合铝箔的皮材组织为细小的等轴再结晶晶粒,芯材由沿RD方向的粗大再结晶晶粒组成,而皮材中少量Si向芯材扩散。在高温440°C或550°C退火后,复合铝箔的抗下垂性能迅速恶化。其中皮材中晶粒长大,导致皮材与芯材的界面变模糊;芯材中的再结晶晶粒细化;皮材中大量Si向芯材扩散。与高温退火后晶粒细化相比,皮材向芯材的Si扩散是影响复合铝箔抗下垂性能的主要原因。     

直流溅射沉积纳米晶氧化镍薄膜及电化学性能

采用直流溅射并结合热处理工艺制备氧化镍薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)考察退火温度对薄膜结构、形貌和组成的影响,并通过恒流充放电技术初步考察薄膜的电化学性能.结果表明,在400～500 ℃退火温度下制备了表面光滑、结构致密的NiO薄膜;随着退火温度的升高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大,晶形趋于完整;其中,500 ℃下退火2 h获得的NiO薄膜具有良好的电化学循环稳定性,有望成为高性能的全固态薄膜锂电池阳极材料.     

机械合金化制备纳米晶镁基合金的热稳定性（英文）

研究机械合金化制备的纳米晶Mg-6Al-1Zn和Mg-6Al-1Zn-1Si合金的热稳定性和晶粒生长动力学。研究从元素粉末开始,使用了各种分析手段,包括差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜、透射电镜和能谱分析。研究等温退火过程中的晶粒生长动力学。XRD结果表明:尽管两种材料体系的晶粒尺寸随退火温度的升高而增加,但在350°C退火1 h后,含Si体系具有更小的晶粒尺寸(60 nm),而Mg-6Al-1Zn体系的晶粒尺寸为72 nm。Mg-6Al-1Zn-1Si体系在等温退火过程中形成的第二相金属间化合物Mg2Si不仅影响活化能,而且影响动力学方程的指数。含Si体系的硬度更高是由于金属间相Mg_2Si的形成。     

连续轧制AZ31镁合金板材退火组织织构和力学性能

通过光学显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和室温拉伸试验研究了多道次连续轧制AZ31镁合金板材经200~400℃不同温度退火1 h后晶粒尺寸和微观织构的演化及其与力学性能的关系。结果表明:轧制板材经250℃×1 h退火后,静态再结晶几乎完成,晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸约5.5μm,综合力学性能良好,抗拉强度和断后伸长率分别达到261 MPa和26.7%;当退火温度不高于350℃时,退火态板材基面织构较轧态低且差别较小。随退火温度升高,晶粒缓慢长大,晶界取向角分布由10°和30°双峰连续分布转变为30°单峰连续分布。此时,抗拉强度主要与晶粒尺寸有关。当退火温度达到400℃时,再结晶晶粒发生异常长大,基面织构急剧增强,晶界取向角呈离散分布,导致抗拉强度增加,而伸长率显著降低。     

退火温度对ECAP+CR制备的超细晶钛组织及性能影响

工业纯钛经105°模具1道次ECAP(equal channel angular pressing,ECAP)变形与冷轧(cold rolling,CR)复合变形获得超细晶钛,通过透射电子显微镜(TEM)、单向拉伸测试及显微硬度测试等方法,研究退火温度对ECAP+CR制备的超细晶钛组织及性能的影响。结果表明:超细晶钛平均晶粒尺寸约为130 nm,抗拉强度高达813 MPa;当试样的退火温度低于400℃时,组织内部无明显变化,强度、硬度下降缓慢,延伸率提高幅度不大;退火温度高于400℃时,晶粒尺寸逐渐长大,晶粒内部位错密度降低,强度、硬度快速下降;当退火温度达到500℃时,晶粒急剧长大,平均晶粒尺寸约为2μm。     

退火温度对磁控溅射TiN/TiCN薄膜残余应力、结构及耐蚀性能的影响

采用反应磁控溅射在AZ31合金上制备了TiN/TiCN薄膜,并对沉积后的薄膜进行真空去应力退火。分别采用X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电镜(SEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和电化学工作站对退火前后的薄膜进行表面化学成分、形貌结构、残余应力以及耐蚀性能分析。结果表明:薄膜由FCC结构的TiCN和TiN组成。退火后,薄膜的晶粒尺寸和结晶度增大,内部残余应力显著下降,电化学腐蚀区域的Ti、C、N元素含量下降,250 ℃退火薄膜的耐蚀性能与沉积态薄膜相当,300 ℃退火后薄膜的耐蚀性能下降。     

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备钙钛矿结构的Ba0.8Sr0.2TiO3(BST)薄膜。对其前驱体干凝胶进行热重与差热(TG-DSC)分析,以此确定薄膜的热处理工艺。分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和B1500A半导体器件分析仪对薄膜性能进行表征。结果表明:800℃下在氧气气氛中退火15 min可以得到结晶度良好、致密度较高的纯钙钛矿相BST薄膜,其对应的晶粒尺寸和均方根粗糙度分别为30~40 nm和5.80 nm。薄膜厚度为160~378 nm时,BST薄膜的介电常数和介质损耗随薄膜厚度的增加而增大。厚度为300 nm的BST薄膜的介电常数由于尺寸效应随温度升高单调降低,且居里温度在室温以下。     

退火温度对铁素体耐热钢X10CrAlSi18组织性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试,研究了退火温度对铁素体耐热不锈钢X10Cr Al Si18组织和性能的影响。结果表明:在800~950℃退火时,显微组织由铁素体、Al N和M_(23)C)6组成;随着退火温度的提高,晶粒尺寸逐渐长大,强度、硬度逐渐降低,伸长率和60℃冲击吸收能量先升高后降低,而20℃冲击吸收能量基本保持不变;在850℃退火时,试验钢具有较优的组织和性能;晶粒尺寸和碳化物是影响冲击性能的主要因素;在850℃以上退火时,由于晶粒尺寸和条状或块状碳化物M_(23)C)6的长大,断裂特征有从韧性断裂转变为脆性断裂的倾向。     

真空蒸镀多晶硅薄膜工艺对其组织和性能的影响

采用真空蒸镀并退火的方法制备多晶硅薄膜,采用透射电子显微镜对退火前后的样品进行了表征,通过原子力显微镜观察了薄膜的形貌,并测试了薄膜的耐压性能,分析了基板温度、基板距离和退火工艺对薄膜组织和性能的影响.实验结果表明:真空蒸镀所得薄膜为非晶硅薄膜,退火处理可使其多晶化,晶粒尺寸达0.5μm;基板温度120℃、基板距离60...     

磁控溅射制备低相转变温度氧化钒薄膜

采用直流反应磁控溅射法在不同氧分压气氛下制备了氧化钒薄膜,并进行后续真空退火处理。分别利用X-射线衍射仪,扫描电子显微镜和综合物性仪分析薄膜的相成分、表面形貌以及电性能。结果表明:随着氧分压的增加,450℃退火1h的薄膜逐渐由非晶态转变为VO_2(M),VO_2(M,B)和V_6O_(13)的混合结构,并且晶化程度逐渐提高。氧分压6.67%的薄膜相转变温度(TMST)接近52℃,SEM分析表明,微裂纹的存在为相转变时应力释放提供空间,降低了TMST。氧分压10%的薄膜具有-2.38%/K的电阻温度系数(TCR)值和1.67×10~4Ω的室温电阻值,满足制备非致冷红外探测器的要求。     

快速热处理温度对纳米结构二氧化钒薄膜相变特性的影响

采用射频磁控溅射方法在单晶硅基底表面制备了单一相纳米结构二氧化钒(VO_2)薄膜,相变幅度超过2个量级;利用快速热处理设备对VO_2薄膜进行热处理,研究氮气氛下快速热处理温度对VO_2相变特性的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高精度透射电子显微镜和四探针测试仪对热处理前后薄膜的结晶结构、表面形貌和电学相变特性分别进行了测试。实验结果表明,快速热处理状态下,温度为300℃时,VO_2薄膜的电阻相变幅度由200倍增加到277倍,但是当温度超过350℃后,相变性能迅速变差,相变幅度由2个量级下降为小于1个量级,当温度超过500℃时,相变特性消失;热处理温度升高的过程中,单斜VO_2(011)结晶结构逐渐消失,薄膜的成分转变为V4O7;快速热处理过程中薄膜内的颗粒尺寸保持不变。研究结果将有助于增强对VO_2薄膜在温度差异大、变化速度快环境中的特性进行分析与应用。     

退火温度对Zr-Sn-Nb-Fe合金组织和耐腐蚀性能的影响

对Zr-Sn-Nb-Fe合金板材进行了β相水淬后的不同温度退火处理,获得了初生相数量、尺寸分布的样品,研究了材料在3.5wt%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:经500℃退火后,Zr-Sn-Nb-Fe合金在部分区域出现了再结晶;合金样品中生成的Zr(Nb,Fe)_2相为密排六方(HCP)结构,晶粒尺寸小于100 nm;经550℃退火后,样品中初生相尺寸较小。在退火温度升高后,腐蚀质量降低。退火过程析出的小尺寸Zr(Nb,Fe)_2相能提升合金耐腐蚀性能。