UO2表面铝薄膜生长过程的AES原位研究

室温下在俄歇电子能谱(AES)分析仪超高真空室中,通入适量O2,促使基底U表面氧化,生成UO2,然后利用Ar+枪溅射铝箔,使铝沉积在UO2表面形成Al薄膜.沉积过程中实时采集UO2表面的AES谱和低能电子损失谱(EELS),原位分析铝薄膜在UO2表面的生长过程和膜间界面反应.研究表明,室温下, UO2表面的铝薄膜以岛状方式生长;铝与UO2之间存在相互作用,电子从铝原子向UO2中的铀离子转移,由于表面吸附氧的作用,在UO2/Al界面处存在少量的Al2O3;沉积Al原子与UO2之间发生明显的扩散行为,铝向UO2中扩散,形成了一个氧化态铀、金属铀和铝三者共存区.     

U-Mo合金与Al扩散反应特征研究

采用扩散偶方法研究了U-Mo合金与Al扩散反应特征.扩散偶以热压方式实现持续贴合.实验在真空热压炉中完成,热压温度550-570℃,时间5～21 h.结果表明:U-Mo/Al扩散层界面形貌和成分与扩散层厚度有关;在扩散层界面处U、Mo和Al的含量突变;U-Mo侧扩散层产物主要为(U,Mo)Al3,Al侧产物为(U,Mo)Al4和UMo2Al20.U-Mo/Al扩散反应是Al越过U-Mo/Al原始界面向U-Mo侧扩散并发生固体反应和扩散层向Al层生长的过程.     

磁控溅射制备金属铀膜

研究了通过磁控溅射方法制备高纯金属铀膜的可行性。采用X射线衍射（XRD）、俄歇电子能谱（AES）、扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪分析了沉积在单晶硅或金基材上铀薄膜的微观结构、成分、界面结构及厚度、表面形貌和表面粗糙度。分析结果表明：磁控溅射制备的铀薄膜为纯金属态,氧含量和其它杂质含量均低于俄歇电子能谱仪的探测下限;溅射沉积的铀镀层与铝镀层之间存在界面作用,两者相互扩散并形成合金相,扩散层厚度约为10nm。铀薄膜厚度可达微米级,表面光洁,均方根（RMS）粗糙度优于15nm。     

Mn/6H-SiC(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究

本文利用同步辐射光电子能谱（SRPES）和X射线光电子能谱（XPS）对金属Mn在6H—SiC（0001）表面的生长模式和Mn／6H-SiC（0001）界面进行了研究。实验结果表明,常温下金属Mn在6H—SiC（0001）表面上表现为二维层状生长模式。随着金属Mn沉积膜厚的增加,样品表面金属性明显增强。沉积过程中,金属Mn并未与SiC衬底发生反应,界面间由于能带弯曲导致费米能级向下移动,并计算出肖特基势垒高度（SBH）大约为1．79eV。当沉积膜厚达到2nm后,样品于250℃退火导致金属Mn向衬底扩散,但未与衬底发生反应。样品于500℃退火后界面间形成Mn的硅化物。     

金属铀表面铝薄膜生长行为的XPS研究

在室温、超高真空条件下,采用Ar离子溅射沉积的方法在清洁金属铀表面沉积铝薄膜,并利用X射线光电子能谱分析技术原位观察铝薄膜的生长行为.结果表明,在薄膜生长过程中,铀铝界面存在较明显的互扩散行为,同时发生一定程度的相互作用,生成金属间化合物UAlx,导致铀、铝XPS特征谱发生明显变化.铀铝间的互扩散导致U 4f谱在380.4、392.7和404.2 eV处出现新的能量损失峰;而铀铝金属间化合物的生成导致Al 2p XPS谱峰向低能端偏移0.2 eV.随沉积时间的增加,能量损失峰强度逐渐增强,Al 2p峰逐渐向金属Al特征峰位置偏移,说明随铝沉积量的增加,铀铝间的扩散行为增强,铀铝相互作用生成的金属间化合物组分并非单一.在沉积过程中,铝薄膜以岛状方式生长.     

金属铀与铝薄膜界面的俄歇电子能谱研究

以磁控溅射沉积方法 ,采用循环氩离子轰击镀和未循环轰击镀工艺在金属铀上制备了铝薄膜。俄歇电子能谱分析结果表明 :循环氩离子轰击镀获得的铝薄膜和铀基体的界面扩散比未循环轰击镀的显著增强 ,且界面发生化学反应 ,生成了UAl3和Al2 O3相。     

Al/Cu微米级厚度薄膜扩散连接工艺及显微组织分析

采用真空扩散连接工艺法,对Al与Cu薄膜扩散连接接头的组织性能进行实验研究,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪等测试方法对连接接头过渡区及基体组织和性能进行了分析.实验结果表明采用真空扩散连接工艺,加热温度为250℃、保温时间为30 min、压力为5 MPa时,Al/Cu薄膜界面处形成明显的过渡区,扩散界面控制在150 nm以内.     

Ti/Fe(001)体系异质外延生长初期外延岛尺寸作用机制探究

采用嵌入原子方法,运用分子动力学,研究了Ti/Fe(001)体系中异质外延初期生长随岛尺寸演变的规律。结果表明:Ti在Fe(001)表面外延生长时存在生长模式转变的临界尺寸,临界尺寸以上,外延岛边缘原子通过向上迁移运动来降低体系能量。体系的界面微观失配度和膜基结合能随外延岛的生长而降低,晶体结构的失配导致外延岛原子间的平均键长小于Fe基体原子间的平均键长。外延岛原子间平均键长的变化将引起外延岛和基体微观形态以及应力应变状态的改变。     

钛合金氧化膜的AES和XPS研究

用X射线衍射仪（XRD）,X射线电子谱仪（XPS）和原位俄歇电子谱（AES）法研究了Ti-Al-V合金在300℃ pH9的水中氧化13000h所形成的氧化膜的结构,成分和价态以及其随深度的变化,发现氧化膜是由TiO2,Al2TiO5,Ti3O5,Ti2O3和TiO所组成,并且,氧化膜由表面到基体基本是按以上顺序交迭构成,通过XPS和原位AES分析发现钛合金表面形成稳定的厚约500nm的Ti^4 (TiO2)层,随深度的增加出现了Ti^3 (Ti3O5,Ti2O3) 和Ti2＋（TiO),直至基体,氧化膜总厚度约3000nm。     

U表面Al及Ti/Al双重镀层的电化学腐蚀行为

采用动电位极化技术和扫描电镜(SEM)对U表面Al及Ti/Al双重镀层在含50μg/gCl^－的KCl溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。研究结果表明：U表面Al镀层和Ti/Al双重镀层的腐蚀为局部腐蚀，其腐蚀速度明显低于裸体U，能够对U表面提供较好的保护。Al镀层相对U基体为阳极性镀层，能对U基体提供牺牲性保护；Ti镀层相对U基体为阴极性镀层，对U基体的保护是基于镀层对腐蚀介质的物理屏障作用。