IBAD薄膜与基体界面的显微结构

采用中能离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术，在单晶Ａｌ２Ｏ３（０００１）基片上沉积Ｍｏ膜，在ＧＡＡｓ（００１）基片上合成Ｆｅ１６Ｎ２薄膜，用ＨＲＥＭ等研究了Ｍｏｅａｊｄ－Ａｌ２Ｏ３（０００１），Ｆｅ１６ｎ２膜－ＧａＡｓ（００１）界面的显微结构，结果表明：Ｍｏ膜的晶粒呈细小柱状或纤维状，晶粒平均尺寸约８ｎｍ，Ｆｅ１６Ｎ２薄膜为等轴晶，晶粒平均尺寸约为１０ｎｍ，在Ｍｏ膜－Ａｌ２Ｏ３（０００１）界面及Ｆｅ１     

IBAD钼膜与Al_2O_3(0001)单晶界面的HREM研究

采用中等能量离子束辅助沉积（IBAD）技术在单晶Al2O3（0001）基片上沉积钼膜，通过HREM等分析手段，在原子尺度上，对于钼膜及其与Al2O3单晶基体界面的显微结构进行了研究。结果表明：钼膜的晶粒呈细小柱状或纤维状，平均晶粒尺寸约为8nm，钼膜的致密度较高，膜内存在非晶组织。在钼膜与Al2O3单晶基片之间存在厚约10～15nm的非晶过渡层，在界面处未发现原子的长程扩散。非晶过渡层与钼膜界面处存在台阶，增加了钼膜的形核点。     

Mo／α—Al2O3界面的二次离子质谱研究

采用电子束蒸发方法，在２００℃的抛光（１１０２）取向的蓝宝石（α－Ａｌ２Ｏ３）单晶衬底上淀积厚度为３００ｎｍ的Ｍｏ膜。经８７０℃下不同真空退火时间处理后，运用ＭＣｓ＾＋－ＳＩＭＳ技术进行了深度剖析，并结合ＸＲＤ物相分析，对Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３界面问题进行了探讨。结果表明，在Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３界面处存在原子相互扩散形成的过渡层。退火处理后，过渡层展宽，有ＭｏＯ２生成。延长退火时间，过渡层变化不大。     

Al2O3陶瓷表面钛金属化膜的热力学与微观结构

利用融盐热歧化反应法在氧化铝陶瓷表面上沉积钛金属膜。研究了沉积膜的组成及界面反应机理和界面层的显微结构。研究发现,在融盐反应沉积钛金属膜的过程中,沉积到Ａｌ２Ｏ３陶瓷表面的钛金属与Ａｌ２Ｏ３发生反应生成Ｔｉ２Ｏ和Ｔｉ９Ａｌ１３。     

电泳沉积法制备γ—Al2O3多孔膜

本文采用电泳沉积法制备γ－Ａｌ２Ｏ３多孔膜,探讨了溶液的电泳沉积过程,并用ＸＲＤ分析了γ－ＡｌＯＯＨ干凝胶膜的物相随热处理温度的变化。结果表明γ－ＡｌＯＯＨ干凝胶膜可在６００℃转化为γ－Ａｌ２ｏ３膜,而且随热处理温度的提高,γ－Ａｌ２Ｏ３晶粒的结晶性能有所改善,ＳＥＭ下观察所制得γ－Ａｌ２Ｏ３膜与基体结合十分牢固。     

CeO_2质点对Al_2O_3型氧化膜和膜／基体界面的原子结合能的影响EI

采用ＳＩＭＳ测定Ａｌ，Ｎｉ等二次离子的束流强度与阻止电压曲线新技术，研究了ＣｅＯ_２对１１００℃恒温氧化条件下形成的Ａｌ_２Ｏ_３型氧化膜和膜／基体界面处的原子结合能的影响，并结合添加ＣｅＯ_２增加了原子间结合能的实验结果，分析了ＣｅＯ_２影响Ａｌ_２Ｏ_３氧化膜生长动力学的微观机制。     

激光合成Al_2O_3－WO_3陶瓷的电子显微分析

本文利用透射电镜（ＴＥＭ）及能量色散Ｘ射线衍射分析（ＥＤＡＸ）技术对激光合成的Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料进行分析．ＴＥＭ分析表明，在Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３材料的胞状结构中，Ａｌ２Ｏ３形成柱状单晶且Ｃｏ轴平行生长轴，Ａｌ２（ＷＯ４）３及ＡｌｘＷＯ３位于Ａｌ２Ｏ３柱状晶间界；非平衡相ＡｌｘＷＯ３中存在畴及超晶格结构，Ａｌ３＋对ＷＯ３母体网格Ａ位占位是有序的．ＥＤＡＸ结果则指出合成材料Ａｌ２Ｏ３晶粒中Ｗ杂质的浓度随配料ＷＯ３含量的增加而增大；样品合成过程中激光功率从最高值连续降低至０瓦可减少Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ的掺入量；高温下对合成样品长时间热处理可使Ｗ杂质从Ａｌ２Ｏ３中释放出．材料电性质测试结果表明，材料电阻率与其中Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ含量紧密相关，Ｗ的含量越高，材料电导率越大．     

纳米GaAs—SiO2镶嵌复合薄膜的制备

利用射频磁控共溅法制备了纳米ＧａＡｓ－ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜，通过Ｘ射线衍射，透射电镜和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积时基片温度间的关系，结果表明，薄膜由晶态的ＧａＡｓ及非晶ＳｉＯ２组成，ＧａＡｓ在沉积过程中未明显氧化，且以纳米颗粒形成的均匀地弥散在ＳｉＯ２中；ＧａＡｓ的平均粒径依赖于沉积时的基片温度，获得了ＧａＡｓ的平均粒径在３～１０ｎｍ的ＧａＡｓ→ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜。     

离子束辅助沉积制备多晶Al2O3薄膜

利用电子枪蒸镀Ａｌ２Ｏ３，同时辅以Ａｒ离子轰击的离子束辅助沉积方法（ＩＢＡＤ）制备Ａｌ２Ｏ３薄膜，并与单纯电子枪蒸镀方法（ＰＶＤ）制备的薄膜进行了结构和表面形貌的比较，ＩＢＡＤ法可以得到结构均匀致密的γ－Ａｌ２Ｏ３晶态薄膜，而ＰＶＤ９方法仅能得到非晶态疏松的结构，分析结果表明，薄膜沉积过程中，提高离子轰击能量和增加基片加热温度在一定程度上具有相同的效果。     

AlN基片金属化Ag—Pd厚膜导体研究

在ＡｌＮ基片上采用Ａｇ－２０％Ｐｄ浆料实现了厚膜金属化布线，膜层的附着力、表面电阻，电焊性及耐焊料的腐蚀能力都不亚于Ａｌ２Ｏ３基片上的情况。在烧结过程中，熔化的玻璃料向基片表面流动富集，而导体粉料变成网状结构。结果，界面附近的玻璃与导体层之间形成“交联”结构，而与基极之间形成“镶嵌”结构。为了获得这种附着性能良好的界面结构，玻璃料应具有５００￣６００℃合适的软化点，且能润湿金属及ＡｌＮ基片。     

有机溶液中电沉积制备不锈钢表面梯度陶瓷膜

研究了乙醇溶液体系中不锈钢表面电沉积ｘＡｌ２Ｏ３·ｙＺｒＯ２（包括Ａｌ２Ｏ３、９Ａｌ２Ｏ３·ＺｒＯ２、７Ａｌ２Ｏ３·３ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３·ＺｒＯ２、３Ａｌ２Ｏ３·７ＺｒＯ２、ＺｒＯ２）陶瓷防护膜的新工艺。对工艺条件与膜的基本质量的关系进行了详细的探讨，并表征了梯度陶瓷过渡层的结构情况。陶瓷膜的结构与防护性能见后继章。     

微波等离子体化学气相沉积制备SrTiO3陶瓷薄膜

本研究采用微波等离子体化学气相沉积方法在Ａｌ２Ｏ３基片上制备了ＳｒＴｉＯ３基陶瓷薄膜。实验结果表明，当沉积薄膜衬底温度在７００℃以上时，可以制备出结晶性较好的具有一定氧敏性能的ＳｒＴｉＯ３薄膜。     

原位生长陶瓷相增强Al基复合材料的界面、微观结构及性能

本文对原位生长Ａｌ_４Ｃ_３与外加ＳｉＣ颗粒混杂增强Ａｌ（Ａｌ_４Ｃ_３·ＳｉＣ／Ａｌ）和原位生长Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＢ_２颗粒混杂增强Ａｌ（Ａｌ_２Ｏ_３·ＴｉＢ_２／Ａｌ）两种复合材料的界面、微观结构和性能进行了研究。原位生长陶瓷相在基体中呈均匀分布。Ａｌ_２Ｏ_３和ＴＩＢ_２为尺寸１０ｎｍ～２μｍ的颗粒，Ａｌ_４Ｃ_３为长度０．２μｍ，直径０．０２μｍ的棒状单晶体。原位陶瓷相和Ａｌ基体之间的界面是清洁的，不存在中间过渡层。Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ之间可存在的取向关系．Ａｌ_２Ｏ_３和ＴｉＢ_２粒子与Ａｌ之间不存在取向关系。两种复合材料都表现出优于ＳｉＣ_ｗ／Ａｌ复合材料的强度。     

Al2O3短纤维Al—1／5wt%Mg复合材料的界面研究

实验研究了液态浸渗后直接挤压工艺制备的Ａｌ２Ｏ３短纤维／Ａｌ－１．５ｗｔ％Ｍｇ复合材料的界面特点。发现；基体中的Ｍｇ在纤维／基体界面处偏聚，发生了界面反应；反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４，其厚度约为２０ｎｍ，远小于由Ｍｅｔｃａｌｆｅ定义的界面反应层第一临界厚度；界面反应产生ＭｇＡｌ２Ｏ４的存在，为其体与纤维间提供了较好的结合强度。     

Pd/γ-Al2O3复合催化膜的热稳定性

由溶胶凝胶法制备出Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３催化膜及镧掺杂改性的Ｌａ/Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜,研究了镧的掺杂对Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜热稳定性的影响．用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＢＥＴ分别对膜的晶相和微孔结构(包括比表面积、孔径和孔容)进行了研究,结果发现:镧的掺杂明显提高了α－Ａｌ２Ｏ３的相变温度和高温下Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３催化膜的热稳定性．Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３经１１００℃处理５ｈ后,其比表面积、孔径和孔容分别为４．４６ｍ２/ｇ、３５．１ｎｍ和０．０５１ｃｍ３/ｇ,而经镧掺杂改性的Ｌａ/Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜的比表面积、孔径和孔容分别为５１．６ｍ２/ｇ、７．２ｎｍ和０．１３８ｃｍ３/ｇ．     

导模法生长Al2O3单晶温场的理论计算

用光线导向模型建立了描述Ａｌ２Ｏ３单晶内部热量交换的二维方程,用有限元法计算了Ａｌ２Ｏ３单晶的温度场,分析了片状Ａｌ２Ｏ３单晶温场及其变化规律,结果表明,对流换热系数影响晶体的温度分布,固液界面越远,影响效果越显著,地流换 增大使 本温度降低,晶体生长速率增大使结晶前洞的温度梯度增大,晶体较长时,距固液界面较近的晶体的温场可以认为是准稳态温场。     

恒温等压处理对氧化喷射Al2O3／Al颗粒复合材料性能的影响

通过对喷射氧化沉积法制备的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ颗粒复合材料进行恒温等压处理，研究了恒温等压处理对复合材料组织和性能的影响。结果表明，该处理工艺基本上能消除复合材料中的孔隙；改善Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ颗粒与基体的界面结合；提高材料的力学性能。     

溶胶—凝胶法制备的Al2O3感湿膜及其性质

用溶液－凝胶方法，采用电泳工艺在Ａｌ基片上制成Ａｌ２Ｏ３薄膜，膜物质主要是非晶态，但含有少量微晶。随着热处理温度的升高，微晶含量增加。这种湿敏膜在中、高湿区有良好的感湿性能。     

溶胶—凝胶法制备的Al_2O_3感温膜及其性质

用溶胶—凝胶方法，采用电泳工艺在Ａｌ基片上制成Ａｌ２Ｏ３薄膜．膜物质主要是非晶态，但含有少量微晶．随着热处理温度的升高，进晶含量增加，这种湿敏膜在中，高湿区有良好的感湿性能．     

恒温等压处理对氧化喷射Al_2O_3／Al颗粒复合材料性能的影响

通过对喷射氧化沉积法制备的Ａｌ_２Ｏ_３／Ａｌ颗粒复合材料进行恒温等压处理，研究了恒温等压处理对复合材料组织和性能的影响。结果表明，该处理工艺基本上能消除复合材料中的孔隙，改善Ａｌ_２Ｏ_３／Ａｌ颗粒与基体的界面结合，提高材料的力学性能。