基于第一性原理研究H2O分子在双相TiAl合金表面的吸附行为

为研究电场作用对H2O分子在γ-TiAl和α2-Ti3Al表面的吸附行为影响,采用第一性原理方法对H2O分子在γ-TiAl（111）和α2-Ti3Al（0001）表面不同吸附位置的吸附能、态密度、几何结构、电荷布局进行分析。结果发现,H2O分子在γ-TiAl（111）和α2-Ti3Al（0001）表面上的top Ti位置吸附最为稳定,但电场更容易促进H2O分子与α2-Ti3Al（0001）表面的相互作用,即α2-Ti3Al更易与H2O分子发生反应,从而优先形成Ti的致密氧化膜,致使α2-Ti3Al被保护。探究γ-TiAl和α2-Ti3Al单相具有相同溶解速度的条件,对提升双相（γ-TiAl和α2-Ti3Al相）TiAl合金电解加工表面质量具有十分重要的意义。     

Al_2O_3衬底上Pb(Zr,Ti)O_3铁电薄膜的外延生长与性能

以SrRuO3(SRO)作为缓冲层,利用脉冲激光沉积的方法,首次在蓝宝石(Al2O3)衬底上制备了PbZr0.52-Ti0.48O3(PZT)外延薄膜。利用X射线衍射分析得到了PZT薄膜与Al2O3衬底的外延关系,即(111)[110]PZT//(0001)[1010]Al2O3。所制备的PZT薄膜具有较强的铁电极化性能,饱和极化值达到138.3μC/cm2。同时,利用对电流-电压性质的测量研究了铁电极化的退反转现象。     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

薄膜热电偶瞬态温度传感器Al_2O_3绝缘膜制备工艺及性能表征

制备绝缘性能良好的Al2O3薄膜是研制薄膜热电偶瞬态温度传感器的关键技术之一。针对直流脉冲磁控溅射制备的Al2O3绝缘薄膜总是存在针孔等缺陷,提出了利用直流脉冲磁控溅射加射频偏压技术成功制备了薄膜热电偶瞬态温度测试传感器的Al2O3绝缘薄膜。通过台阶仪、高阻计、扫描电子显微镜和划痕试验仪对Al2O3绝缘膜的成膜厚度、绝缘性、表面形貌及膜基结合力进行了观测,结果表明,制备的Al2O3绝缘膜厚度可达2.4μm;其绝缘性可达2.6×109Ω;薄膜表面光滑,成膜均匀;Al∶O原子比近似为2∶3;与金属基体的结合力可达12N。提供了一种制备高致密、高绝缘性能Al2O3薄膜的简单有效的方法,为制备瞬态温度传感器提供了技术保障。     

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。     

离子束辅助沉积Al2O3薄膜的微观状态及其物理特性研究

本文利用透射电子显微镜、原子力显微镜、X光电子能谱等微观分析手段 ,系统研究了氧离子束辅助离子束沉积方法制备的Al2 O3 薄膜的化学成分、微观结构、表面形貌及其随退火温度的变化 ,并对Al2 O3 薄膜折射率、显微硬度和膜基结合强度等物理特性及其随沉积温度的变化进行了详细研究。研究发现 :用离子束辅助沉积制备的薄膜基本满足Al2 O3 的标准成分配比 ;在沉积温度低于 5 0 0℃制备的Al2 O3 薄膜以非晶Al2 O3 相a Al2 O3 为主 ;Al2 O3 薄膜的表面粗糙度、折射率、显微硬度随沉积温度的增加而增加 ;当沉积温度高于 2 0 0℃时 ,薄膜与基体间的膜基结合强度将随沉积温度的增加而下降。分析表明 :薄膜表面形貌与晶体内部的结构相变有关 ,薄膜的退火相变途径为a Al2 O380 0℃ γ Al2 O310 0 0℃ γ Al2 O3 +α Al2 O312 0 0℃ α Al2 O3 。     

原位热压合成Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料

利用Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的放热反应,原位热压合成了Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料.借助DTA结合XRD探讨了Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的反应过程,并采用XRD、OM和SEM研究了复合材料的物相组成及显微结构.结果表明:Al熔化的同时,体系发生了Al和Nb2O5的铝热反应,生成了NbO2和Nb等中间产物,并放出了较多热量,这些热量促使Ti和Al较早化合生成TiAl3,随即引发Al和TiO2较早的还原反应,进而促使材料在较低温度下致密烧结;产物由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的团聚;Nb2O5的引入,对基体γ-TiAl相和α2-Ti3Al相的的分布有一定的影响,使得基体晶粒细化,较好地改善了材料的力学性能.     

Cu薄膜上热氧化法制备CuAl2O4薄膜北大核心CSCD

采用离子束辅助沉积方法在95%(质量比)Al2O3基板上制备Cu薄膜,利用热氧化法使Cu薄膜氧化,并与Al2O3基板反应,制备出CuAl2O4薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线光电子能谱仪分别对CuAl2O4薄膜的结构、成分和微观形貌进行了表征。研究结果表明,大气环境下,热氧化温度低于1000℃时,薄膜主要成分为CuO,随着热氧化温度的提升,薄膜成分比例并无较大变化,但是薄膜晶粒在不断增大;热氧化温度为1000℃时,氧化后的Cu薄膜与Al2O3基板开始反应形成CuAl2O4晶体。当热氧化温度为1100℃时反应更加完全,形成纯度较高的CuAl2O4薄膜,且薄膜晶粒尺寸明显增大,薄膜表面Al元素含量增加。     

Al_2O_3感光薄膜的制备及其微细图形化研究

提出一种利用感光溶胶-凝胶法结合紫外光刻技术制备Al2O3微细图形的方法。以Al(O-SecBu)3为前驱物,β-二酮类配体H(C10H12O2)为化学修饰剂,合成了稳定的、具有良好感光性的含Al金属螯合物,进而制备出相应的感光薄膜。研究了薄膜的紫外和红外光谱特性及其在紫外光辐照条件下的变化过程,结果表明金属螯合物薄膜在251,321和368nm处各存在较强的紫外吸收峰。随着紫外光照时间的增加,吸收峰下降,Al2O3/H薄膜表现出明显的感光特性。结合紫外光刻技术,可制备出不同形状尺寸的Al2O3微细图形,其最小线宽可达437nm。     

离子束辅助沉积A12O3薄膜的微观状态及其物理特性研究

本利用透射电子显微镜、原子力显微镜、X光电子能谱等微观分析手段，系统研究了氧离子束辅助离子束沉积方法制备的Al2O3薄膜的化学成分、微观结构、表面形貌及其随退火温度的变化，并对Al2O3薄膜折射率、显微硬度和膜基结合强度等物理特性及其随沉积温度的变化进行了详细研究。研究发现：用离子束辅助沉积制备的薄膜基本满足Al2O3的标准成分配比；在沉积温度低于500℃制备的Al2O3薄膜以非晶Al2O3相a—Al2O3为主；Al2O3薄膜的表面粗糙度、折射率、显微硬度随沉积温度的增加而增加；当沉积温度高于200℃时，薄膜与基体间的膜基结合强度将随沉积温度的增加而下降。分析表明：薄膜表面形貌与晶体内部的结构相变有关，薄膜的退火相变途径为a—Al2O3800℃→γ-Al2O31000℃→γ-Al2O3 α-Al2O31200℃→α-Al2O3。     

RF磁控溅射制备Al_2O_3薄膜及其介电性能研究

以-αAl2O3为靶材,采用射频磁控溅射法制备了非晶Al2O3薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电镜、划痕仪、表面粗糙轮廓仪和阻抗仪研究了不同溅射功率和不同溅射气压对薄膜制备的影响,探索了不同溅射功率下制备的Al2O3薄膜的介电常数和介电损耗与频率的关系。试验结果表明,制备的非晶Al2O3薄膜表面平滑致密;随着工作气压的增加,薄膜沉积速率增加;随着溅射功率的增加,Al2O3薄膜的沉积速率和介电常数逐渐增加、介电损耗逐渐减小;随着频率的增加,Al2O3薄膜的介电常数逐渐减小,高频阶段趋于稳定。     

采用水基原子层沉积工艺在石墨烯上沉积Al2O3介质薄膜研究

采用水基原子层沉积(H2O-based ALD)方法在石墨烯上直接生长Al2O3介质薄膜,研究了Al2O3成核机理.原子力显微镜(AFM)对Al2O3薄膜微观形态分析表明,沉积温度决定着Al2O3在石墨烯表面的成核生长情况,物理吸附在石墨烯表面的水分子是Al2O3成核的关键,物理吸附水分子的均匀性直接影响Al2O3薄膜的均匀性.在适当的温度窗口(100～130℃),Al2O3可以均匀沉积在石墨烯上,AFM测得Al2O3薄膜表面均方根粗糙度(RMS)为0.26 nm,X射线光电子能谱(XPS)表面分析与元素深度剖析表明,120℃下在石墨烯表面沉积的Al2O3薄膜中O和Al元素的含量比约为1.5.拉曼光谱分析表明,采用H2O-based ALD工艺沉积栅介质薄膜不会降低石墨烯晶体质量.     

炮钢表面多弧离子镀两种Ti_xAl_(1-x)N薄膜的高温氧化性能

用多弧离子镀技术在炮钢表面沉积两种TixAl1-xN薄膜,薄膜在空气中850℃恒温氧化10h,采用XRD、SEM和EDS对薄膜微观结构进行分析,检测其恒温抗氧化性能。结果表明,Ti0.5Al0.5N薄膜的抗高温氧化性能明显优于Ti0.7Al0.3N薄膜。Ti0.7Al0.3N薄膜由于基体Fe元素扩散至薄膜表面,使其表面形成Fe2O3和Fe3O4氧化物,导致薄膜过早失效;而Ti0.5Al0.5N薄膜的表面形成致密且粘附性好的Al2O3和TiO2混合氧化物,表现出优良的抗高温氧化性,同时基体元素和薄膜元素的适度扩散能提高薄膜与基体的结合力。     

α-Ti3O5薄膜的制备及氧敏性能的研究

α-TisO5是TiOx材料中相对较稳定的晶型,是一种潜在的氧敏材料.与传统的TiO2、ZrO2材料相比,具有阻温特性好的优点.本文通过H2还原TiO2来制备α-Ti3O5薄膜,研究了不同还原温度和保温时间对薄膜晶相组成的影响以及薄膜的导电性、电阻-温度稳定性和在氧化气氛中的晶格稳定性.同时对α-Ti3O5薄膜的氧敏性能进行了初步研究.     

一种空分设备主冷液氧中乙炔含量的检测方法

介绍武钢氧气公司氢火焰气相色谱仪利用Al2O3柱测定空分设备液氧中乙炔含量的方法。通过PQ柱和Al2O3柱的比较、检测器的对比和对样品气的测定试验,确定采用Al2O3柱对空分设备主冷液氧中乙炔杂质含量的检测方法的准确性和可靠性。阐述试验条件和测定结果。     

CLAM钢表面硬质薄膜的制备与性能研究

采用射频反应磁控溅射法在中国低活化马氏体(CLAM)不锈钢表面制备了单层Al2O3、SiC、W薄膜以及SiC/Al2O3、W/Al2O3双层膜.对所制备的薄膜进行了XRD结构分析、AFM表面形貌测试和显微硬度测试.结果表明:单层SiC薄膜表面出现了部分脱落,而SiC/AlO3双层膜表面完整光滑.W/Al2O3双层薄膜表面平整光滑,均方根粗糙度为4.28 Ha.W单层薄膜和W/Al2O3双层薄膜经氩气中800℃退火2 h后硬度最高,分别达到了34.4 GPa和31.3 GPa.     

射频反应溅射AL2O3薄膜组分研究

通过射频反应溅射的方法制备Al2O3薄膜,并研究其中AL和O的化学配比,并取得初步结果。实验以高纯Al作为靶材,高纯度O2为反应气体,在单晶(100)Si片上镀制Al2O3薄膜。用XPS能谱分析仪测试,不同氩氧比的情况下,氧化铝薄膜的化学配比,并与反应速率曲线进行对比确定氩氧比工艺。结果表明,应用此工艺制备的Al2O3薄膜具有良好的化学配比,得出了用试验方法确定反应溅射Al2O3薄膜氧氩比工艺的方法,此方法简单有效。     

Al/MoO3和Al/Fe2O3纳米含能薄膜制备与性能表征

使用自动控制磁控溅射仪制备纳米级Al/MoO3和Al/Fe2O3含能薄膜,使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对其形貌进行分析,使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜组分,利用差示扫描量热(DSC)进行热力学分析。分析显示,含能薄膜结构完整,层状结构清晰;Al/MoO3纳米薄膜中MoO3有较大部分被还原为Mo2O5和MoO2,Al/Fe2O3纳米薄膜中Fe2O3有部分被还原为FeO,含能薄膜中Al有少部分被氧化为非晶结构的Al2O3。含能薄膜放热峰起始温度较低,活化能较小,反应活性较高,放热量较大,分别为3198和1680J/g。     

多晶Al2O3薄膜的制备及工艺研究

高能氩离子束溅射金属铝靶,沉积在SiO2基片上的非晶薄膜是Al和Al2O3的混合物.非晶薄膜在空气中800～1000℃退火后将完全氧化并晶化而成γ-Al2O3、oc-Al2O3.对溅射镀膜的工艺条件也进行了探索.     

氩弧熔覆含Al_2O_3-TiB_2增强颗粒的自熔性镍基合金复合层的冲蚀磨损性能

为了提高Al2O3-Ti B2复相陶瓷涂层的冲蚀磨损性能并降低熔覆成本,以Ni60A自熔性合金粉末、Al2O3粉末以及Al-Ti O2-B2O3体系为原料,在Q235钢表面氩弧熔覆原位合成了Al2O3-Ti B2增强颗粒复合层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及冲蚀磨损试验对熔覆层的显微组织、物相结构、显微硬度和耐冲蚀磨损性能进行分析。结果表明:熔覆层与基体之间的结合方式为冶金结合,界面无气孔、裂纹;熔覆层中有Al2O3,Ti B2,Fe2B和Fe19Ni3相生成;熔覆层的显微硬度最高可达771.9 HV,较基体提高了3.82倍;熔覆层的冲蚀磨损性能相对基体提高了2.49~4.70倍。