不同初始取向铜单晶制备技术的研究

为了获得制备确定初始取向铜单晶的最优工艺参数,采用不同的抽拉速度、坩埚材料以及单晶体生长通道参数值制备出铜单晶体试棒.并应用TEM,XRD衍射分析对其进行取向标定.结果表明:采用高纯石墨坩埚,单晶体生长通道直径为2 mm,在(1 450±5)℃下保温2 h,运动距离在30 mm以下时抽拉速度为2μm/s,运动距离超过30 mm时抽拉速度为8μm/s,所制备出的铜单晶体表面光洁均匀,且试棒的初始取向的偏差与设计值在3°以内.     

不同初始取向铜单品制备技术的研究

为了获得制备确定初始取向铜单晶的最优工艺参数,采用不同的抽拉速度、坩埚材料以及单晶体生长通道参数值制备出铜单晶体试棒．并应用TEM,XRD衍射分析对其进行取向标定．结果表明：采用高纯石墨坩埚,单晶体生长通道直径为2mm,在（1450±5）℃下保温2h,运动距离在30mm以下时抽拉速度为2μm／s,运动距离超过30mm时抽拉速度为8μm／s,所制备出的铜单晶体表面光洁均匀,且试棒的初始取向的偏差与设计值在。以内．     

Al0.7CoCrFeNiCu0.5高熵合金的定向凝固组织演变规律

为探究Al0.7CoCrFeNiCu0.5高熵合金定向组织在不同抽拉速度下的微观组织演化规律,文中实验设置抽拉速度(v=1μm·s-1、2μm·s-1、3μm·s-1、10μm·s-1),采用真空电弧熔炼炉和高温度梯度定向凝固炉(温度梯度20K·mm-1)制备试样。利用扫描电镜及能谱仪表征定向组织固液界面以及宏微观组织演变。研究结果表明:试棒沿生长方向可以分为淬火区、固相区及固态相变区。随着抽拉速度增大,固液界面形貌演变过程为:平界面→胞状→树枝状,胞枝转变临界点约为2μm·s-1。凝固组织与抽拉速度及界面形态密切相关,抽拉速度增大,微观组织定向特征增强。固液界面为树枝状时,Cu原子被排斥到枝晶间形成富Cu相。     

Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金定向凝固枝晶分裂与取向偏转

为了研究Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金定向凝固组织的形成规律,文中通过对比分析试样上端最终过渡区与稳态生长区成分分布,准确界定Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金中的溶质与溶剂,并计算出平衡溶质分配系数与偏析度,采用液相淬火方法分析不同抽拉速度下Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金固液界面形貌。对比分析铸态组织与不同抽拉速度高熵合金定向凝固组织,研究树枝晶尖端分裂与晶体生长的取向关系。研究结果表明:在2～200μm·s~(-1)的抽拉速度范围内均存在树枝晶尖端分裂情况,随着抽拉速度的增大枝晶主干变短,枝晶分枝变长,枝晶两分枝的夹角变大。树枝晶尖端两分枝的竞争生长,导致枝晶主干发生偏转,逐渐与热流方向平行。     

真空定向凝固对钛硅合金相分离及晶体生长的影响

Ti-85wt.%Si合金熔体通过定向凝固后成功地实现了Si相的分离和TiSi_2晶体的定向生长.研究发现,定向凝固下拉速度为15μm/s时,铸锭的分离界面呈包裹式分布,而3μm/s时铸锭的分离界面横向分布在铸锭的中下部;当下拉速度为3μm/s时,TiSi_2晶粒出现层状结构并且沿某一确定方向生长,并且随着定向凝固的进行,富集层厚度逐渐增加,导致铸锭底部散热能力比侧壁散热能力弱,导致沿铸锭侧壁温度梯度大于沿铸锭底部的梯度,此时TiSi_2将在侧壁形核并沿纵向温度生长,由于侧壁晶粒生长速度大于底部晶粒生长速度,使得分离界面出现弧形结构.当下拉速为3μm/s时获得铸锭的富Si层中Si的质量分数最大,为79.9%.     

区熔连铸法制备单晶铜的铸型温度场分布

利用区域熔化-热型连铸法制备单晶铜线材这项新技术中,能否通过控制不同的加热功率和牵引速度来控制铸型温度场的合理分布是成功生产单晶线材的关键.本实验在加热功率为7 kw,8 kw和9 kw,牵引速度为40 r/min,60 r/min,80 r/min和100 r/min,对金属钼丝牵引的铸型温度和型口温度进行了测量,并对每组线材的组织演化过程及单晶的生长方向进行观察、分析和标定. 结果显示,铸型温度主要受加热功率控制,而型口温度主要受牵引速度的影响;当加热功率与牵引速度在一定范围内匹配时,铸型温度场分布合理,可在一个较大的工艺控制范围内生产出无限长小直径单晶铜线材.     

利用不同籽晶面生长优质宝石级金刚石单晶

为了研究不同籽晶生长面合成宝石级金刚石单晶(>1 mm),以N iMnCo金属触媒,采用高温高压温度梯度法合成了籽晶{1 0 0}生长面的优质宝石级金刚石单晶(>4 mm),并与以籽晶{1 1 1}作为生长面合成的晶体作了对比分析。结果表明:随着合成温度的升高,用{1 0 0}面生长出的晶体形貌由低温片状逐渐过渡到高温塔状,而用{1 1 1}面生长出的晶体形貌变化趋势则相反;采用籽晶{1 0 0}面或{1 1 1}面生长晶体,无论合成温度高低,包裹体都不容易进入片状晶体内部;只要存在合适的温度梯度,N iMnCo触媒同样适合利用籽晶{1 1 1}面生长优质大尺寸宝石级金刚石(≥4 mm)。因此可以利用该方法寻找物美价廉的新触媒以取代目前价格日益增长的N iMnCo合金。     

ZnO纳米线阵列的可控生长及机理分析

为了研究一维氧化锌(ZnO)纳米线阵列的可控生长及生长机理,以二水合醋酸锌和六次甲基四胺为原料、生长氧化锌籽晶层的导电玻璃(ITO)为衬底,采用低温水热法实现大面积ZnO纳米线阵列的取向生长。通过扫面电镜(SEM)对获得的ZnO籽晶层和纳米线阵列进行表征,测试结果表明籽晶层的热处理温度、生长液的浓度对纳米线阵列的尺度分布有着明显的影响,但后处理温度对ZnO纳米线阵列的尺度分布几乎没有影响。     

Sol-gel法制备ZAO薄膜及其红外发射率的研究

采用溶胶-凝胶工艺在石英玻璃基底上制备了ZAO(掺铝氧化锌)薄膜,系统研究了各工艺参数,如溶胶浓度、Al掺杂量及热处理温度对其结构和性能的影响.XRD分析结果表明,ZAO薄膜具有ZnO晶体结构并具有沿(002)晶面择优生长的特性.SEM结果显示,所制薄膜的晶粒尺寸约为50 nm,浸涂1次溶胶所得薄膜的厚度约为2.6μm.溶胶浓度为0.3 mol.L-1,掺杂Al为3 at.%的薄膜试样在700℃热处理后,8~14μm波段的平均红外发射率降至0.568.     

氮化铝体单晶生长技术研究进展(英文)

评述氮化铝体单晶生长技术中常用的金属铝直接氮化法、溶解生长法、氢化物气相外延法和物理气相传输法.指出氢化物气相外延法和物理气相传输法是前景看好的生长氮化铝体单晶方法.介绍本课题组对物理气相传输法的一些改进.认为生长大尺寸氮化铝单晶体的研究将集中在精确控制生长条件、选择合适的坩埚材料、优化制备工艺和制备优质氮化铝籽晶等方面.     

晶体生长参数的检测与优化

为了获得优质的碲锌镉单晶体,采用工控机和组态王6.53开发了一种晶体生长参数的检测优化系统.实现对晶体生长炉内各个温区的温度、籽晶杆的旋转方式及各个时段的旋转速度、布里奇曼垂直下降速度、坩埚位置及温度等参数的实时检测、记录和存储.根据检测数据可对晶体生长质量及生长缺陷做出分析,为改进晶体生长方案、提高晶体生长质量和优化控制参数提供可靠的依据.     

室温InAsSb长波红外探测器的研制

用熔体外延法(ME)生长出厚度达到100μm的InAsSb外延层,截止波长进入8～12μm波段。测量结果表明,InAsSb材料具有良好的单晶取向和结晶质量,位错密度达到104cm-2量级。室温下,霍尔测量得到的载流子浓度为1～3×1016cm-3,电子迁移率大于5×104cm2/Vs。用此材料制得了2～9μm波段的高灵敏度In-AsSb室温红外探测器。该探测器为浸没型光导元件,安装了镀有SiO或ZnS增透膜的单晶Si光学透镜。在黑体温度为500K、黑体调制频率为800 Hz和外加偏置电流为10 mA的测试条件下,测得293K下该探测器的最高黑体响应度达到168V/W,黑体探测率为2～6×108cm·Hz1/2·W-1,峰值探测率大于1×109cm·Hz1/2·W-1。     

提拉法生长大尺寸钨酸铅晶体

用中频感应加热提拉法成功地生长了无宏观缺陷的大尺寸钨酸铅晶体(PWO),其晶体尺寸为35mm×250mm;确定了晶体生长工艺,其参数为籽晶取向犤001犦、提拉速度1.0～1.2mm/h、生长界面温度梯度25～30℃/cm;对晶体的杂质和缺陷进行了分析,探讨了避免晶体开裂和抑制组分过冷的工艺条件.同时,测量了它的纵向透过率,晶体在360nm处的透过率>25%,在420nm处的透过率>55%.结果表明:感应加热提拉法生长的大尺寸钨酸铅晶体具有较好的光学均匀性.     

单晶碳化硅晶片高效超精密抛光工艺

为改善现有碳化硅抛光方法存在的效率低、有污染、损伤大等问题,提出采用机械研磨与光催化辅助化学机械抛光组合工艺抛光单晶碳化硅晶片.光催化辅助化学机械抛光利用纳米二氧化钛在紫外光照射下生成羟基自由基的强氧化作用原子级去除碳化硅.通过L9(33)正交试验研制光催化辅助化学机械抛光抛光液,采用对碳化硅晶片表面粗糙度跟踪检测的方法确定优化加工工艺.甲基紫有机显色剂静态氧化试验结果表明:光催化剂对抛光液氧化性的影响最大,其次是电子俘获剂,再次是分散剂;较好的抛光液配方为二氧化钛0.5 g獉L-1、过氧化氢1.5 mol獉L-1、六偏磷酸钠0.1 g獉L-1.确定的优化抛光工艺为:采用5μm和2μm金刚石微粉分别研磨单晶碳化硅晶片30 min,材料去除率分别为8.72μm/h和4.56μm/h;然后采用光催化辅助化学机械抛光单晶碳化硅去除机械研磨带来的损伤,粗抛光选用0.5μm氧化铝微粉抛光60 min,精抛光选用0.05μm氧化铝微粉抛光50 min,粗抛光和精抛光的材料去除率分别为1.81μm/h和1.03μm/h.用该工艺抛光单晶碳化硅,获得的表面粗糙度约为0.47 nm,基本能满足单晶碳化硅高效、超光滑、低损伤的抛光要求.     

碳氮共渗钢干摩擦状态下磨损行为的研究

对20#钢试样进行C-N共渗热处理,经C-N共渗的试样进行干摩擦磨损试验,实验的载荷为2N到6N,滑动速度从8m/s到45m/s.摩擦磨损试验表明在滑动速度为35m/s左右时,发生了从轻微磨损向严重磨损的转变,结合SEM、AES和XPS分析,磨损率的变化与磨损表面的氧化物形成与剥落、氧化物的类型转变(Fe2O3转变成FeO)有密切关系.     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95单晶的应用研究

用提拉法磁悬浮冷坩埚技术生长的 RFe2 (Tb0 .3Dy0 .7Fe1 .95)单晶材料 ,其室温下的饱和磁致伸缩系数 λs 可达2× 10 - 3以上 ,优于同成份的定向结晶材料。采用高性能 Tb0 .3Dy0 .7Fe1 .95单晶材料 ,通过优化微位移致动器的机械、磁路参数 ,研制出具有非水冷结构的新型微位移致动器。     

混合稀土铁石榴石(HoYbBi)_3Fe_5O_12单晶磁光性能的研究

为了改善用于光隔离器中的掺铋稀土铁石榴石的法拉第旋转温度稳定性 ,采用高温溶液法 ,以Bi2 O3 /B2 O3 为助熔剂生长掺铋混合稀土铁石榴石 ( Ho Yb Bi) 3 Fe5O1 2 (简称 :Ho Yb Bi IG)单晶 .在近红外波段测量了晶体的法拉第旋转谱和光吸收损耗谱 .当 λ=1 .5 5 μm时 ,Ho Yb Bi IG单晶的比法拉第旋转角θF 和磁光优值分别为 :- 767.0 deg/cm和 4 5 deg/d B;在 1 0～ 1 1 0℃温度范围内测得 Ho Yb Bi IG单晶的法拉第旋转温度系数 ( FTC)为 1 .8%,在目前所知磁光晶体中属最小 .研究结果还表明 ,将两种法拉第旋转温度系数符号相反的石榴石型材料进行复合 ,是一种行之有效的改善晶体材料法拉第旋转温度稳定性的方法     

废线路板电子元器件高效拆解熔焊效率影响因素研究

针对废线路板资源化处理,采用结合拆卸元器件的回收方式,以空气作为熔焊加热介质,采用数值模拟的方式,以流体分析软件FLUENT为工具,研究了熔焊时热风温度、速度和喷嘴(即热风出口)的结构尺寸对加热效率和焊点附近温度场分布的影响.研究发现,最佳热风温度范围为200～230℃,最佳热风速度在7 m/s左右;喷嘴结构尺寸对加热效率和焊点附近的温度场分布产生影响;喷嘴距线路板30 mm时,合理的喷嘴尺寸为喷嘴上底直径D在9 mm左右,喷嘴α角在20°～30°之间,喷嘴高度h在4 mm左右.     

熔液自由表面波状流动的影响因素

在Czochralski(Cz)单晶氧化物制备系统中,常观察到高温融液自由表面呈现波状流动花样(wavepattern)。以LiNbO3制备系统为例,采用分块边界坐标适合法,结合高精度QUICK格式,通过大规模数值模拟,分析了晶体旋转速度、自由表面热辐射、表面张力及坩埚壁加热条件对波状流动的影响。     

用布里渊散射法测量Li_2B_4O_7单晶的弹性系数和压电系数

首先简单叙述了用布里渊散射(Brillouin Scattering)测量晶体的弹性系数和压电系数的方法,并测得了国内首次生长出来的无芯Li_2B_4O_7单晶的全部弹性系数和压电系数,同时指出,该晶体在(100)晶面内声波传播沿[0,0,1]方向最慢,为5164m/s;沿[0,3~(1/2)/2,1/2]方向最快,为7505m/s,沿[1,0,0]和[0,1,0]方向声波传播速度为7087m/s。