衬底温度对热丝法生长纳米金刚石膜的影响

采用热丝化学气相沉积法在氩/丙酮/氢气体系中研究衬底温度对纳米金刚石膜生长的影响,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪对金刚石膜进行检测.结果表明衬底温度对金刚石膜的生长模式、形貌、粒径和生长速率有很大影响.在750℃衬底温度下生长模式为颗粒状生长模式,呈现纳米金刚石结构,生长速率达到8.45μm/h;随着衬底温度的降低,金刚石晶粒粒度逐渐变大,由纳米金刚石向微米金刚石转变,生长模式变为柱状生长模式,生长速率逐渐降低;在600℃衬底温度下变为微米金刚石,生长速率下降到1.95μm/h.     

机械法研磨CVD金刚石厚膜

柱状生长的CVD金刚石膜生长面非常粗糙，并且粗糙度随着膜厚的增加而增加，限制了它的应用，必须对其抛光,本文采用了机械研磨法来研磨CVD金刚石厚膜，研磨速率达6．1μm／h，厚度去除了36．9μm，粗糙度Ra从5．9μm降至0．19μm．     

机械法研磨CVD金刚石厚膜

柱状生长的CVD金刚石膜生长面非常粗糙,并且粗糙度随着膜厚的增加而增加,限制了它的应用,必须对其抛光.本文采用了机械研磨法来研磨CVD金刚石厚膜,研磨速率达6.1 μm /h,厚度去除了36.9 μm,粗糙度Ra从5.9 μm降至0.19 μm.     

直接接触换热器中分散相单个气泡的传热机理研究

基于能量微分方程和质量守恒定律,通过对分散相单个气泡在连续相溶液中的直接接触换热理论分析,建立了分散相单个两相气泡在液体连续相中直接接触换热的传热和气泡生长数理模型.得出了单个气泡在其表面上的平均瞬时换热系数和换热的努谢尔特准则数计算公式,并推导出气泡生长速率的计算关联式.此外,对气泡生长速率的主要影响因素进行分析得出:气泡的生长速率是随速度U和温差ΔT的增加而增大,且增加的速率在前期较快,随后逐渐减慢;气泡的生长速率是随初始半径的增加,先增大后减小的.     

采用石墨碳源沉积金刚石薄膜

采用固相石墨为碳源，使用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法，在Si(111)上沉积高质量的金刚石薄膜。研究了在气相碳源浓度处于不饱和状态时，沉积气压和石墨温度对生长速率的影响。利用SEM，XRD，红外光谱分析薄膜表面形貌和质量。结果表明高质量的金刚石薄膜可在H2激发而生的封闭的等离子体气氛下合成，高的有沉积气压和石墨温度会导致高的气相碳源浓度，从而有利于提高薄膜的生长速率，而低的气相碳源浓度有利于沉积薄膜的质量的提高。     

甲烷浓度对金刚石膜沉积质量的影响

在10kW微波等离子化学气相沉积装置中,采用甲烷和氢气作为气源,在直径为50mm的P型(100)单晶硅片上进行了不同甲烷浓度条件下金刚石薄膜的制备研究.利用扫描电子显微镜和激光Raman光谱仪对所制备的金刚石膜进行表征.结果表明:较高的甲烷浓度(2%,体积分数)虽然可以加快金刚石膜生长速率,但离解反应气体的能量相对减弱,晶粒尺寸较小;此时原子氢刻蚀作用也会较弱,非金刚石相含量增加,残留的杂质越来越多,金刚石纯度不高,薄膜的质量较差.随着甲烷浓度的降低,金刚石膜(100)晶面充分显现,薄膜质量逐渐变好.然而过低的甲烷浓度(0.5%,体积分数)会导致有利于金刚石生长的含碳活性基团含量降低,使金刚石膜生长缓慢,晶粒尺寸难以长大.     

单晶金刚石生长过程中的应力研究

使用实验室自制的10 kW微波等离子体设备,研究单晶金刚石不同生长阶段的应力表现形式。通过等离子状态参数模拟和发射光谱诊断,研究不同生长阶段几种主要基团的分布和含量;通过扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对金刚石的表面形貌和结晶质量进行表征。在整个生长阶段,单晶金刚石边缘区域的电场密度和等离子密度逐渐增强,在功率一定的情况下,中间区域的等离子密度会削弱,并且随着时间延长厚度增加,等离子体状态参数差别越明显,导致单晶金刚石生长模式发生改变,表面的层状生长改为梯度生长,边缘的多取向竞争生长失衡,取向杂乱的多晶在边缘处产生,在这种生长模式影响下,单晶金刚石的生长应力和热应力交替影响其生长状态。结果导致在生长初期,单晶金刚石应力较小且分布均匀,随着时间延长厚度增加,单晶金刚石受缺陷导致的生长应力和温差导致的热应力影响递增,产生裂纹。     

基因组尺度克雷伯氏杆菌代谢甘油产1,3-丙二醇的路径分析

采用代谢网络分析软件COBRA Toolbox对克雷伯氏杆菌基因组尺度的网络以1,3-丙二醇产量最大为目标函数进行通量平衡几何分析,得出不同细胞生长速率下克雷伯氏杆菌代谢甘油产1,3-丙二醇的最优路径及反应通量值的分布,找出细胞生长速率影响1,3-丙二醇产量的根本原因。结果显示:1,3-丙二醇最优代谢路径的反应个数随细胞生长速率的不同而不同,随着细胞生长速率的增加,共有34个反应加入到最优代谢路径中,9个反应从最优路径中消失;胞内钠离子的运输及还原当量NADPH(还原型辅酶Ⅱ)、NADH(还原型辅酶Ⅰ)对细胞生长速率的合成有重要影响,随着细胞生长速率的增加,还原当量NADPH、NADH所需值也增加,同时,用于维持胞内钠离子浓度的平衡和谷氨酸的合成的NADH消耗量也增加,导致用于合成1,3-丙二醇的还原当量值减少。     

MPCVD制备金刚石中的光谱分析

在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）多晶金刚石的过程中,利用发射光谱法（OES）诊断等离子体中活性基团的分布情况,研究了沉积气压、CH4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响,讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间的关系. 结果表明:在微波功率800 W下,气压从12 kPa增加到16 kPa,等离子体中各基团浓度均显著增加,有利于提高金刚石的沉积速率. 气压16 kPa、功率800 W时,CH4体积分数从2%增加到7%,C2基团峰值强度从12 600 cps 增加到24 800 cps,而氢原子峰值强度从60 000 cps 变为61 000 cps,导致C2基团与氢原子浓度比值从0.21增加到0.40,金刚石的沉积速率虽然提高,但沉积质量下降. 当沉积气压和CH4体积分数分别从16 kPa、4%提高到18 kPa、6%时,C2基团峰值强度从28 000 cps 增加到37 000 cps,同时保持了C2基团与氢原子浓度比值约0.28不变,既保证了金刚石沉积质量又显著提高了金刚石的沉积速率. 等离子体体系中基团浓度基本不受气体流量变化的影响.     

六面顶压机中金刚石生成规律的研究

本文是在国产ＤＳ６×８００Ａ型压机上，研究了直热式静压触媒法中生成金刚石与压力、温度的关系．大量实验证实，生成金刚石晶粒的数量和大小在金刚石相区内主要决定于压力，而颜色则与温度有很大关系，在升压幅度不大的情况下晶粒增加很少，从而能够控制住晶粒数和晶粒质量，为生长优质粗颗粒金刚石提供可能途径．     

燃焰法CVD金刚石薄膜生长过程的实验研究

采用燃焰法在硅基片表面进行了金刚石薄膜沉积实验．介绍了用金刚石微粉研磨基片表面对金刚石成核及生长的影响．根据不同沉积时间基片表面的扫描电子显微照片，分析了金刚石薄膜的生长过程，得出了金刚石薄膜的生长过程是以岛状生长模式形成连续膜的结论．     

谷氨酸溶液结晶介稳区的性质

测定了谷氨酸在水中的溶解度和超溶解度曲线，并用数学表达式进行拟合，同时还测定了不同降温速率、搅拌转速下的结晶介稳区宽度。结果表明：谷氨酸溶液的溶解度随温度升高而增加，溶液的介稳区随降温速率增加而变宽，随搅拌转速增加而变窄，实验结果与经典成核理论导出的公式基本符合。     

微波法制备单晶金刚石的研究进展

人工合成金刚石的方法主要有高温高压法和化学气相沉积法两种.高温高压法制备的金刚石尺寸小,无法避免金属杂质使得制备的金刚石应用受到限制.在所有的化学气相沉积中,微波等离子体化学气相沉积法具有无放电污染,能量转换效率高,工艺参数易于调节等优点.用微波等离子体化学气相沉积法制备大尺寸、高速率、高质量的单晶金刚石受到广泛重视.介绍了微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石的制备工艺,对提高金刚石生长速率,扩大金刚石单晶尺寸两个方面的研究进展进行了综述,并对单晶金刚石的前景进行了展望.     

脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的结构分析

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积类金刚石薄膜．喇曼光谱和Ｘ 射线衍射分析表明：类金刚石薄膜是无定形结构;利用扫描电镜发现：类金刚石薄膜表面不光滑,石墨颗粒的大小和密度随厚度增加而增加,但薄膜致密．     

喷射CVD法制备金刚石厚膜及其内应力分析

采用直流电弧等离子体喷射CVD法制备出金刚石薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱及X射线衍射(XRD)等研究基底温度对金刚石厚膜生长特性及内应力的影响。结果表明:950℃基底温度生长的金刚石厚膜结晶性能较好,纯度较高;而850℃和1050℃生长的金刚石厚膜表面呈现大量的孪晶缺陷,结晶度较低,同时出现较多的非金刚石碳,纯度较低。随着基底温度的增加,(111)晶面和(311)晶面的衍射峰强度逐渐增强,(220)晶面的衍射峰强度逐渐降低。850℃和950℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出拉应力,1050℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出压应力。     

硫酸钾晶体生长速率的研究(Ⅰ)

采用流化床对硫酸钾晶体生长速率进行研究。实验表明：硫酸钾晶体生长线速率随溶液过饱和度、粒径增大而加快，与流速关系不大。硫酸钾结晶过程在实验研究范围内，属于表面反应控制。添加剂的加入不但影响晶体的生长速率，还影响其晶习。     

采用石墨碳源沉积金刚石薄膜

采用固相石墨为碳源,使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在Si(111)上沉积高质量的金刚石薄膜.研究了在气相碳源浓度处于不饱和状态时,沉积气压和石墨温度对生长速率的影响.利用SEM、XRD、红外光谱分析薄膜表面形貌和质量.结果表明高质量的金刚石薄膜可在H2激发而产生的封闭的等离子体气氛下合成,高的沉积气压和石墨温度会导致高的气相碳源浓度,从而有利于提高薄膜的生长速率,而低的气相碳源浓度有利于沉积薄膜的质量的提高.     

加载速率对缺口前应力、应变分布的影响

用动态有限元法，计算了一种低合金钢在不同加载速率下四点弯曲缺口试样缺口根部应力、应变和应变率的分布．结果表明：缺口前各点的应变率和试样整体屈服载荷Pgy随加载速率的增加而增加；在相同的P／Pgy下，缺口前各点的正应力随加载速率的增加而增加，而应变基本不变．加载速率对缺口前应力、应变分布的影响是由于其引起了缺口前应变率的变化，从而使材料力学性能发生变化所引起的．     

燃焰法CVD金刚石厚膜制备工艺研究

用燃焰法进行了金刚石厚膜的沉积实验，制备了厚度约０．６ｍｍ的金刚石厚膜．用扫描电镜观察了金刚石厚膜的生长过程，研究了生长工艺．     

PMAl—Li合金高应变速率超塑变形过程中的孔洞行为

用扫描电子显微镜及拉伸试验研究了ＰＡＭＡｌ－Ｌｉ合金高应变速率超塑型变形过程中孔洞的形核，长大及其影响因素，结果表明，孔洞主要有三角晶界和晶界突起处形核，其篚由周围的塑性变形控制，随应变速率的提高，孔洞的形核率和篚速率增加随变形温度的升高，孔洞的长大速率增加，材料对孔洞容纳性提高。