氮化硅薄膜热处理前后表面组成和折射率

在不同Ar/N2流量比的气氛下,用磁控反应溅射方法在玻璃基片上沉积了氮化硅薄膜,然后在大气环境、730℃下对制备的氮化硅薄膜样品进行了4.5 min快速热处理。用nkd-System Spectrophotometer测试了薄膜的折射率,用X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜的元素组成和离子状态。结果表明,热处理前,氮化硅薄膜中存在单质Si,随着Ar/N2流量比的增加,氮化硅薄膜中的单质Si增加,薄膜的折射率增大;薄膜快速热处理后,氮化硅薄膜中存在O-Si-N,导致薄膜的折射率降低。对得到的结果进行了讨论。     

金属-类金刚石薄膜研究进展

类金刚石膜中的金属粒子可缓解类金刚石薄膜中由于制备态产生大内应力而导致的膜厚受限这一矛盾,能显著改变薄膜各种性能.述评了金属-类金刚石薄膜的制备工艺、不同金属粒子对DLC薄膜形态、键结构、力学及摩擦磨损性能、物理化学性能等的影响,指出在金属粒子对DLC膜的力学及摩擦学性能的影响方面还有很多待确定的因素.     

YBa＿2Cu＿3O＿（7－δ）高温超导薄膜的保护层研究

论述了钇钡铜氧高温超导薄膜在大气中的不稳定性，对比二氧化硅，阐明了氮化硅薄膜作为保护层的优点，并报导了做潮湿实验前后的对比实验结果．最后讨论了氮化硅作为高温超导薄膜保护层的可行性．     

表面波等离子体制备碳膜的膜厚分布及工艺优化

表面波等离子体(surface-wave-sustained plasma,SWP)是近年发展起来的一种新型低压,高密度等离子体.应用这种技术,采用物理气相沉积(PVD)方法,很容易实现镀膜过程中的离子束辅助沉积(IBAD),从而制备出性能优异的无氢碳膜.采用一种新型的SWP源沉积出无氢碳膜,用郎缪尔探针测试了不同工艺条件下的等离子体密度分布.采用正交实验设计方法,研究了沉积薄膜的膜厚分布特性,分析了膜厚分布与等离子体密度分布的关系,并对制备的工艺参数进行了优化.结果表明,这种新型的SWP源,能够产生高达1011～1014cm-3的等离子体密度.薄膜在整个圆周方向都具有良好的均匀性,沿轴向约为75 mm(膜厚差值±5%).研究中同时获得了影响表面波等离子体膜厚均匀性的显著因素和制备薄膜均匀性最好的工艺条件.     

Si-SiN界面应力

本文以用 PECVD 法在硅衬底上淀积的氮化硅薄膜为研究对象,研究了薄膜应力与淀积条件之间的相互关系,给出薄膜应力的一种测量方法,并且对薄膜应力的形成机理进行了一些探讨。研究表明:本系统淀积的氮化硅薄膜应力是 Si-SiN 界面应力,它由热应力和本征应力合成。当膜厚达0.2～0.4μm 范围时,应力最小,随膜厚增加,应力形式由压应力转化为张应力,数量级在10~8Pa 左右。     

人工膜肺氧合器技术进展

人工膜肺氧合器,又称人工膜肺组件或人工膜肺,是体外膜肺(ECMO)系统中2个最重要的核心部件之一,用于实现对静脉血液的供氧和二氧化碳的清除,支持病人建立体外心肺循环。人工膜肺氧合器是膜组件的一种,在ECMO系统中属于耗材,寿命一般较短且成本较高,目前第三代人工膜肺技术依然存在较多问题,需进一步开发基于新原理和新材料的人工膜肺组件。为此,基于人工膜肺发展历程,从膜材料的制备、膜材料的生物相容性、组件的设计、微流控人工膜肺等方面综述人工膜肺的发展现状,重点综述基于微流控原理的人工膜肺的研究进展。最后,对人工膜肺氧合器技术未来的发展方向进行展望,即在传统中空纤维式膜肺氧合器方面,需进一步开发新的高透气材料并优化组件内流路;在新型微流控膜肺方面,需在芯片并行放大、生物相容性改性及加工制备方法上进一步突破。     

纳米孔模板的透射电镜观察

该文利用透射电镜对阳极氧化法制备的纳米孔模板进行了观察。纳米孔薄膜的正面观察是把纳米孔膜从模板上取下后通孔并碎化,把微小碎片放在铜网上观察;纳米孔薄膜的侧面观察是把纳米孔薄膜在ultrotome-nova超薄切片机进行切片后进行观察。结果表明,通过该两种办法,能够清楚地观察到纳米氧化孔膜的正面、侧面及纳米孔膜底部的金属颗粒,为纳米孔膜及在纳米孔内部制备的其它纳米物体观察提供了透射电镜方法。     

高级次反射膜空间解复用器件的设计

为了降低多周期高反射膜空间解复用器的制备工艺难度，根据 “超棱镜” 效应的多层薄膜空间解复用器的设计方法，提出了一种制备工艺简单的多层薄膜结构.通过增加周期中单层膜的级次来减少整个高反射膜系的周期数.所设计的高级次反射膜结构为10(9H9L)9H，对设计的膜系进行了数值模拟计算，并和相同总物理厚度的一级次高反射膜系进行了比较.计算结果表明，该设计方法明显降低了对制备工艺的要求，并具有大的空间色散和实际制备意义.     

干涉型激发滤光片的研究

介绍用等效折射率概念设计激发滤光片的原理和计算方法,在规整膜系设计中,采用了一种自动优化非规整匹配层的方法.依照改进的设计进行多次制备,找到了最佳制备工艺和方法,最终制备出能够满足要求的滤光片组.最后,对制备的滤光片薄膜进行了各种环境实验.实验结果表明,膜层的各项指标符合设计要求.     

氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性研究

为研究氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性,使用单点金刚石切削制备微金字塔结构,结合纳米压印技术制备氮化硅微金字塔结构薄膜,对其透射率与散射进行检测。通过对底面角度可变的氮化硅微金字塔结构化薄膜的近场光场分布展开仿真分析与实验研究,基于射线追踪方法建立数值仿真模型分析结构化薄膜的近场光场分布。研究结果表明:通过调整切削方向实现对微金字塔结构阵列底面角度0°～90°的控制,检测结果证明薄膜光学微金字塔结构化薄膜可以实现对光束传播方向与能量分布的调制,改变微金字塔结构的底面角度,可以让光波按照底角的设计传播,这一现象为微光电系统的光路设计提供了更广的自由度。     

Carbon quantum dots: An innovative additive for water lubrication

Water soluble carbon quantum dots(CQDs) were prepared and used as lubricant additives in deionized(DI) water. The impacts of CQDs on the tribological properties of water were evaluated for both Si_3N_4-on-steel and Si_3N_4-on-Si_3N_4 contacts. Experimental results show that the coefficient of friction(COF) reduced in the two types of tribopairs after the addition of CQDs.Maximum reductions in COF were found to be 30% and 14% for the Si_3N_4-steel and Si_3N_4-Si_3N_4 contacts, respectively. In terms of wear behaviors, the CQDs notably improved tribofilm formation on the Si_3N_4 disk surface for the Si_3N_4-Si_3N_4 contacts,confirming that the nanoparticles increase friction while providing better protection from wear. This research will help to expand the application of CQDs as promising additives in water-based lubricants.     

Microstructure and Dielectric Property of 3D BN_f/Si_3N_4 Fabricated by CVI Process

As potential wave-transparent materials applied at high temperatures, 3D BN_f/Si_3N_4 ceramic matrix composites were prepared by low pressure chemical vapor infiltration or deposition(LPCVI/CVD) process from SiCl_4-NH_3-H_2-Ar gas precursor at 800 oC. The densification process, microstructure and dielectric properties of 3D BN_f/Si_3N_4 composites were investigated. The results indicated that 3D BN_f/Si_3N_4 was successfully fabricated by LPCVI/CVD, with final open porosity of 2.37% and density of 1.89 g/cm~3. Densification kinetics of 3D BN_f/Si_3N_4 is a typical exponential pattern. The Si_3N_4 matrix was uniformly infiltrated into porous BN_f preform. The deposited Si_3N_4 matrix was amorphous by XRD analysis. Introduction of BN fiber into Si_3N_4 ceramic lowered the permittivity of Si_3N_4. The fabricated BN_f/Si_3N_4 composites possess low permittivity of 3.68 and low dielectric loss of lower than 0.01, which are independent of temperature below400 oC. Transmission coefficient of BN_f/Si_3N_4 composite is 0.57 and keeps stable below 400 oC. BN_f/Si_3N_4 can be fabricated at low temperature and may be candidates for the microwave transparent materials.     

Si3N4超微粉体及其制备

Si3N4陶瓷因其优异的力学性能和化学稳定性而在工业生产中广泛使用。Si3N4粉体的合成是制备Si3N4陶瓷的基础。本文在介绍Si3N4陶瓷性能、用途的基础上,详细论述了硅粉直接氮化法、SiO2还原氮化法、热分解法、气相法等Si3N4超微粉体制备技术,并对这4种工艺的优缺点进行对比。     

合金元素对Si3N4陶瓷生成的影响

以合金元素为添加剂制备氮化硅陶瓷.比较了Ti、Mg、Fe和A l四种合金元素对氮化硅生成的效果,结果表明单一元素Fe的效果比较明显;探讨了Fe含量在0.25%~5%(质量百分数)之间对Si3N4生成的影响,为了避免Fe-Si化合物的生成,Fe的加入量不宜大于1%;对比了复合元素(Fe A l)添加与单一元素(Fe)添加的效果,在添加剂含量相同的条件下,复合元素(Fe A l)比单一元素(Fe)的氮化效果较理想.     

无压烧结Si_3N_4－MgAl_2O_4－Al_2O_3系复合材料

本文对ｓｉ＿３Ｎ＿４－ＭｇＡｌ＿２Ｏ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３系复合材料的无压烧结进行了研究。讨论了Ａ１＿２Ｏ＿３含量对材料性能的影响及烧结工艺对材料性能和显微结构的相互关系。实验表明：两段法烧结可以得到性能良好的Ｓｉ＿３Ｎ＿４－ＭｇＡｌ＿２Ｏ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３复合材料     

自蔓延高温合成法制备MgSiN2粉体

以自蔓延高温合成法制备了高纯MgSiN2粉体。通过绝热燃烧温度的理论计算,提出3种可能的反应体系——Mg粉／Si粉、Mg2Si粉或者Mg粉／Si3N4粉。对3种体系的研究结果表明：Mg粉／Si粉体系很难得到纯相的MgSiN2粉体,Mg2Si粉或者Mg粉／Si3N4粉燃烧可得纯MgSiN2粉体,其氧含量最低可达到0．377％,并具有良好的抗水化性能。     

高性能Si3N4基可加工复合陶瓷的快速制备

采用SPS在1600～1650℃烧结5min可以获得致密的Si_3N_4-BN复相陶瓷,实验结果表明,随着BN体积分数的增加,BN聚集生长导致Si_3N_4-BN复相陶瓷强度总体均呈缓慢下降趋势,但仍然维持在很高的强度水平,BN体积分数为30%时三点弯曲强度接近900 MPa,而且拥有优异的可加工性能,SEM分析表明,借助SPS可以在实现Si_3N_4-BN复相陶瓷快速致密化基础上进行相组成及显微组织的调控和优化,从而改善材料的性能。     

超低温重载工况下陶瓷球失效分析

混合轴承陶瓷球在超低温重载条件下工作6 h发生表面局部剥落.为找出失效原因,提高混合陶瓷轴承的寿命和工作可靠性,对发生局部剥落的陶瓷球进行宏观、微观断口显微分析和金相分析.结果表明,发生早期疲劳的陶瓷球与含裂纹陶瓷球滚动接触疲劳试验的失效形式相同.导致实验中陶瓷球失效的原因是陶瓷球表面存在的裂纹扩展,这些裂纹来源于材料中含有较大的夹杂物,并提出了改进措施.     

Design,preparation,and structure of particle preforms for Si_3N_(4(P))/Si_3N_4 radome composites prepared using chemical vapor infiltration process

A particle preform was designed and prepared by conglomerating and cold-pressed process,which was condensed by chemical vapor infiltration(CVI)process to fabricate silicon nitride particles reinforced silicon nitride composites.The conglomera- tions are of almost sphericity after conglomerated.There are large pores among the conglomerations and small pores within them- selves in the preform according to the design and the test of pore size distribution.The pore size of the preform is characterized by a double-peak distribution.The pore size distribution is influenced by conglomeration size.Large pores among the conglomerations still exist after infiltrated Si_3N_4 matrix.The conglomerations,however,are very compact.The CVI Si_3N_4 looks like cauliflower- shaped structure.