基于氧阻聚效应的陶瓷面成形工艺优化研究

氧阻聚效应的应用使得陶瓷光固化增材制造技术的加工速度和成形精度有了显著提升。利用自制的陶瓷面成形快速成型系统和具有氧阻聚效应的Al_2O_3陶瓷浆料,开展了氧气浓度、液槽底部PDMS膜的厚度对已固化层与PDMS膜粘接引起的分离力大小的研究;在最优PDMS膜厚(0.3 mm)条件下,氧气浓度对陶瓷件尺寸精度、收缩率以及力学性能的影响研究中发现,氧阻聚效应减小了固化层与PDMS膜粘接形成的分离力大小,但不影响陶瓷零件的弯曲强度(约175 MPa),而且适当的氧气浓度可以显著改善零件的尺寸精度和表面质量。正交实验确定了陶瓷多孔结构成形的工艺参数(包括氧浓度、曝光强度和分层厚度)最优集,对比空气条件下(即氧气浓度约20%)打印成形的多孔结构,最优条件下(即氧气浓度40%)所成形的多孔结构形貌有明显提升,最大尺寸偏差减小45%。     

镧掺杂PZT薄膜的制备和表征

采用溶胶凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(100)基底上制备掺镧锆钛酸铅薄膜(Pb_(1-x)La_xZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3薄膜,简称PLZT),掺杂La浓度分别为x=0%,1%,2%,3%,4%和5%。研究了La掺杂对锆钛酸铅(简称PZT)薄膜的晶向、微结构、介电和铁电性能的影响:X射线衍射(XRD)分析显示掺杂La使得薄膜的晶向取向趋于杂乱。扫描电子显微镜(SEM)分析显示当掺杂浓度小于等于3%时,薄膜的表面可以看到明显的晶界;随着掺杂浓度的增加,薄膜表面的晶界变得模糊。掺杂La 3%的PLZT薄膜的相对介电常数最大,100 Hz下达到1430.02,相比不掺杂PZT薄膜的相对介电常数提高了32.4%。掺杂La 1%的PLZT薄膜的铁电性能最优,相比不掺杂的PZT薄膜,+Pr从17.3μC/cm~2增加到17.72μC/cm~2,-Pr从14.43μC/cm~2增加到16.98μC/cm~2。     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

不同种类纳米流体微量润滑铣削钛合金实验评价

以航空航天常用钛合金Ti-6Al-4V作为工件材料,选取纯棉籽油微量润滑和6种不同种类的纳米流体微量润滑进行实验对比,用铣削力,表面粗糙度,工件表面微观形貌,对润滑性能进行实验评价。结果表明:采用纯棉籽油微量润滑时,铣削力最大,为448. 6 N。添加Al_2O_3、SiO_2纳米粒子在提高基础油的摩擦学性能上表现出了显著的效果,铣削力分别为291. 2 N和296. 5 N,比纯棉籽油微量润滑分别减小了35. 1%,33. 9%。采用纯棉籽油微量润滑时得到的工件表面粗糙度值最大,R_a为1. 772μm。添加Al_2O_3的纳米流体得到的工件表面粗糙度值最小,R_a为0. 594μm。六种纳米粒子得到的工件表面粗糙度值的大小关系为:Al_2O_3SiO_2MoS_2CNTs石墨SiC。Al_2O_3纳米流体微量润滑条件下得到的工件表面犁沟最小,工件表面质量最好。结合铣削力、表面粗糙度以及和工件表面微观形貌,Al_2O_3和SiO_2纳米粒子更适合作为基础油的添加剂。     

膜厚对热处理聚二甲基硅氧烷薄膜表面润湿性的影响

针对聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜润湿性这一重要表面特性,通过旋涂法制备不同厚度PDMS薄膜,通过接触角测量、表面形貌观测、薄膜厚度分析、红外化学光谱分析等方式对热处理前、后PDMS薄膜表面润湿性及其物理、化学状态进行表征分析,探究膜厚因素对最终热处理后PDMS薄膜润湿特性的影响机理.研究表明,不同厚度状态下热处理后H...     

微双桥结构氢气传感技术研究

基于催化燃烧式气体传感原理,提出了利用MEMS技术将电化学生长的Al_2O_3膜加工成微双桥结构载体,采用平面薄膜工艺制做铂薄膜热敏电阻,涂敷Al_2O_3-ZrO-Th0-Pd和Al_2O_3-ZrO-Th0形成催化敏感桥臂和温湿度补偿桥臂,实现在微双桥上催化桥臂和补偿桥臂的单片集成,制作出氢气传感器.测试结果表明:传感器可实现体积分数0～40 000×10-6氢气检测,具有线性输出特性,温度为5～45 ℃的传感器的最大零点输出优于±1.0%.     

石榴石单晶薄膜磁光调制器

本磁光调制器采用(Bi,Tm)_3(Fe,Ga)_5O_(12)和(Bi,Pr,Gd,Yb)_3(Fe,Al)_5O_(12)单晶薄膜作为磁光介质,膜厚2～10μm。调制波长范围0.55～2.5μm,调制频率2Hz～160KHz,调制度0.2～0.7。最小调制功率(f=1KHz)约20mW。经光学测量系统和仪器中试用,其效果良好。     

等离子喷涂氧化铝——氧化钛陶瓷涂层的应用

<正> 一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铅(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_2O_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制备的涂层具有硬度高、耐磨损、耐高温、耐化学介质腐蚀和耐绝缘等多功能特性。在宇航、国防、化工、石油等部门中陶瓷涂层有着广泛的应用前景。     

真空度对Ni80Cr20薄膜中性度的影响

理论计算了Ni、Cr和Ni80Cr20三种材料的光学特性,确定了镍铬成份变化对Ni80Cr20的影响。在高低两个真空度条件下采用电子枪蒸发工艺进行了Ni80Cr20的镀膜实验,结果表明,低真空度时"薄"膜的中性度较好,而高真空度时"厚"膜中性度较好。采用X射线能谱分析发现"薄"膜铬含量高于膜料,而"厚"膜更高,高真空度薄膜略有氧化,而低真空度氧化更严重。从残余气体和蒸发方式方面分析了镍铬成份差异的原因,再结合氧化对薄膜特性的影响,确定了不同真空度薄膜中性度差异的原因。     

Ni80Cr20薄膜的光谱中性度优化

金属材料薄膜的光学常数会随膜层厚度发生变化,从而导致薄膜的光谱特性也发生变化。在制备工艺中,不论是热蒸发工艺还是溅射工艺,Ni80Cr20（简称镍铬）薄膜在较“薄”和较“厚”的时候光谱中性度都较差,并且其光谱特性趋势相反。理论计算结果表明,增加镍铬合金中Cr（铬）的比份可以提高“薄”膜的中性度,而“厚”膜则需要提高Ni（镍）的比份。针对光谱特性相反的“薄”膜和“厚”膜,分别提出了“有意分馏”和增加镍的比例的方法来改善光谱的中性度。试验结果表明：为改善膜层的中性度,低密度时可采用“有意分馏”的热蒸发工艺来提高膜层中铬的含量;而高密度时则可以镀制纯镍。“有意分馏”的热蒸发工艺可将光谱中性度提升至1.8%;纯镍工艺可将OD4的光谱中性度提升至4.6%。所提出的改进的镀膜工艺是有效的,并为光谱检测、光纤通讯、摄影摄像等应用领域的衰减片制备工艺的改进提供了参考。     

等离子喷涂氧化铝—氧化钛陶瓷涂层的应用

一、陶瓷涂层的特性最常用的陶瓷材料是单一的氧化物,如氧化铝(Al_2O_3),氧化铬(Cr_2O_3),氧化钛(TiO_2),氧化锆(ZrO_2)等。也有采用单一氧化物的混合陶瓷材料,如Al_20_3+3%TiO_2、Al_2O_3+13%TiO_2、Al_2O_3+3%Cr_2O_3等作为涂层材料。陶瓷材料具有熔点高、导热系数低、化学性能稳定等特点。上述特点决定了它所制     

AuCl3掺杂石墨烯的电磁屏蔽特性研究

石墨烯因具备宽波段高透光性和良好的导电性而有望成为光学窗口的电磁屏蔽材料。采用AuCl3掺杂方式增加少层石墨烯薄膜的载流子浓度,降低表面电阻值。并通过拉曼光谱对掺杂前后石墨烯薄膜进行表征、对比,得到石墨烯薄膜层数、缺陷、掺杂类型及连续性方面的信息。利用各向异性介质的平面波传输线模型,着重考虑化学势对石墨烯电导率的影响,得到宽波段掺杂石墨烯的屏蔽效能曲线。实验采用屏蔽室法对转移在PET表面的石墨烯薄膜进行屏蔽效能测试,结果表明寡层(1~2层)掺杂石墨烯的平均屏蔽效能在6.7dB左右,与计算值符合较好。     

薄膜SOI扩展电阻温度传感器

重点阐述了在薄膜SOI上制成的扩展电阻温度(SRT)传感器的阻温特性(R-T)。利用器件二维模拟软件PISCES研究了最高工作温度(Tmax)的Si膜厚度效应，模拟结果表明，在相同的衬底掺杂浓度下，Si膜尽度越薄，器件的Tmax越高。实验结果也验证了这一点，薄膜SOISRT传感器不仅具有非常好的器件特性，Tmax高至450℃以上，而且它的工作偏置电流低至1μA，比体Si SRT传感器小10^3倍。因此，薄膜SOISRT传感器具有很广阔的低功耗应用前景。     

嵌入式薄膜热电偶测温刀具的设计

设计了一种嵌入式薄膜热电偶的刀具,以实现在切削过程中对刀具瞬态温度的实时测量。以刀具的前刀面作为基底来镀制薄膜,通过磁控溅射法在刀具前刀面制备了Al_2O_3绝缘膜、NiCr/NiSi薄膜热电偶以及Si_3N_4保护膜,最终制成了可以进行切削加工并能够实时测量切削温度的刀具。文中主要介绍了电极NiCr薄膜、Al_2O_3绝缘膜的制作过程及一些相关性能的检测,随后利用SolidWorks和DEFORM-3D对刀具进行了三维建模和切削过程的仿真模拟,得到了刀具的温度场分布。     

NiO-ZnFe_2O_4复合薄膜光波导传感元件的气敏性研究

用溶胶凝胶法制成了Ni O掺杂的Zn Fe2O4溶胶并用浸渍提拉法将其固定在锡参杂玻璃光波导表面,研制了Ni O-Zn Fe2O4复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,并对挥发性有机气体进行了检测。实验结果表明,该传感元件对二甲苯气体具有较好的响应,并能够检测到体积比浓度为1.0×10-7mg/m3的二甲苯气体。该元件具有灵敏度高,响应-恢复快、重复性好、在室温下便于操作等特点。     

Al_2O_3掺杂与超声辅助对纯铝表面微弧氧化层结构与性能的影响

在复合电解液体系中加入Al_2O_3粉,并引入超声辅助对纯铝基体进行微弧氧化处理,研究了Al_2O_3掺杂与超声辅助对微弧氧化层微观形貌、物相组成、耐腐蚀性能与摩擦磨损性能的影响。结果表明:超声辅助促使更多的Al_2O_3微粒参与微弧氧化过程,形成的微弧氧化层更平整致密,孔洞尺寸较小且分布均匀,孔隙率较低;与未掺杂Al_2O_3或未引入超声辅助形成的微弧氧化层相比,掺杂Al_2O_3和引入超声辅助后微弧氧化层的自腐蚀电流密度明显降低,极化电阻大幅提高,摩擦因数和比磨损率均降低,耐腐蚀性能和摩擦磨损性能都得到显著提高。     

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料的特性及其应用

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料具有一系列优异性能,其硬度、韧性、导热性和耐磨性等均优于目前正在广泛使用的Al_2O_3-TiC、Al_2O_3-TiN陶瓷刀具材料。本文概述了这种陶瓷刀具材料的特性和应用情况;并对山东工业大学研制成功的牌号为LP1的Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料做了介绍。     

加食盐重熔铝切屑经验

由于铝是很活泼的元素,铝合金工件在切削过程中产生的切屑表面有一层致密、坚韧的Al_2O_3薄膜,这种熔点高达2100℃的Al_2O_3坚韧薄膜能牢牢裹住切屑中的铝合金,使重熔铝合金切屑时无法穿透该薄膜而分离出来,常常做为熔渣被扒掉,致使铝合金切屑重熔回收率很低,因Al_2O_3熔渣很稠,与铝液不能彻底分离,从而使回收铝合金质量很差,呈暗灰色。     

自支撑Cu/Zr纳米多层膜的制备研究

自支撑纳米多层膜可用作轻型反射镜面材料,自支撑薄膜的制备技术是目前应用中存在的主要问题之一。利用磁控溅射方法在抛光石英玻璃基片上复制了直径70mm厚约100μm自支撑Cu/Zr纳米多层膜,使用显微硬度计、表面轮廓仪分析了自支撑薄膜的力学性能和表面粗糙度。研究结果表明:自支撑Cu/Zr纳米多层膜面密度0.5kg/m2,显微硬度5.7GPa,屈服强度1562MPa,复制面表面粗糙度1.33~1.93nm。复制的自支撑薄膜具有优异的力学及表面性能。     

中阶梯衍射光栅厚铝膜硬度研究

铝薄膜硬度对机械刻制中阶梯母光栅质量影响显著,常采用纳米压入方法进行硬度测试。由于薄膜"三明治"式复合结构,进一步增加薄膜硬度表征的困难。为探究光栅厚铝薄膜的硬度特性,对其做浅压深和大压深纳米压痕实验,基于Nix-Gao模型和压痕功法,进行实验数据拟合与分析。结果显示,衍射光栅铝膜的本征硬度为0.480 6 GPa,浅压深拟合得到的尺度效应特征长度为0.38μm,大压深拟合得到的尺度效应长度为2.22μm,此研究揭示出基底存在尺度效应,为中阶梯衍射光栅厚铝膜的硬度研究提供参考和指导。