新型硅基双异质外延SOI材料Si/γ-Al2O3/Si制备

异质外延法是目前制备新型SOI材料的技术途径之一。采用低压化学气相沉积技术(LPCVD)在硅衬底上先外延γ-Al2O3绝缘单晶薄膜，制备出硅衬底上外延氧化物外延结构γ-Al2O3/Si(EOS)，然后采用类似SOS薄膜生长的常压CVD(APCVD)方法在EOS上外延硅单晶薄膜，形成新型硅基双异质SOI材料Si／γ-Al2O3／Si。利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)及MOS电学测量等技术表征分析了Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)SOI异质结构的晶体结构、组分和电学性能。测试结果表明，已成功实现了高质量的新型双异质外延SOI结构材料Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)，γ-Al2O3与Si外延薄膜均为单晶，γ-Al2O3薄膜具有良好绝缘性能，SOI结构界面清晰陡峭，该SOI材料可应用于CMOS电路的研制。     

SiBN陶瓷纤维的组成结构及高温稳定性研究

以三氯化硼(BCl_3)、三氯硅烷(Si HCl_3)、六甲基二硅氮烷(Me_6Si_2NH)为原料,通过共缩聚一步法制备了小分子前驱体,然后经过聚合得到聚硼硅氮烷前驱体(PBSZ),后经熔融纺丝、不熔化处理、高温热解制备出硅硼氮(Si BN)陶瓷纤维。利用FT-IR、NMR、TG、XRD及TEM等分析手段对Si BN陶瓷纤维的组成结构及高温稳定性能进行了表征。研究表明,热解后的Si BN陶瓷纤维主要包括Si N_4及BN_3结构,其中B—N以六元环形式存在,基本实现了无机化转变,在850℃时失重约为1%,在1 400℃仍然保持非晶结构,具有较好的高温稳定性。     

石墨化温度及掺硅组分对再结晶石墨传导性能及微观结构的影响

用煅烧石油焦作填料 ,煤沥青作粘结剂 ,分别以硅粉、碳化硅和二氧化硅 3种含硅组分作添加剂 ,采用热压工艺制备了再结晶石墨。考察了石墨化温度以及单组元掺硅组分对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗折强度的影响及其微观结构的变化。实验结果表明 ,对于掺硅组分相同的再结晶石墨 ,材料的导电、导热性能随着石墨化温度的升高而增强 ,但其力学性能却随之降低。当掺硅粉的热压再结晶石墨再经 2 80 0℃石墨化处理后 ,材料RG Si 48沿石墨层方向的常温热导率可达 3 3 2W /(m·K) ,电阻率为 4.94μΩ·m。对于相同工艺及硅含量的不同掺硅组分再结晶石墨 ,以掺入硅粉对材料综合性能最理想 ,而掺入二氧化硅对材料的综合性能较差。XRD分析表明 ,不论掺硅组分是硅粉、碳化硅还是二氧化硅 ,硅组分最终在再结晶石墨内均以α SiC形式存在 ,甚至在石墨化温度高达 2 80 0℃时 ,再结晶石墨内仍有α SiC存在。对其微晶参数进一步分析表明 ,随着石墨化温度的升高 ,掺杂硅组分的催化作用进一步加强 ,再结晶石墨的微晶尺寸La 迅速增大 ,石墨微晶的晶面层间距d0 0 2 也迅速降低。材料RG Si 48的微晶尺寸La 以及晶面层间距d0 0 2 分别为2 5 7nm和 0 .3 3 5 77nm。     

钼基体表面硅化物涂层的包埋渗法制备工艺和机理研究

目前,国内以NH4F为活化剂对钼基合金包埋渗硅,研究渗料组分对涂层沉积效率及作用机理的报道不多。为此,以NH4F为活化剂,研究并对比了不同活化剂含量下涂层的沉积效率,并通过热力学和动力学计算,分析了涂层沉积过程中活化剂的作用机理。结果表明:埋渗料配比按Si∶NH4F∶Al2O3=40∶10∶50于1 000℃下埋渗5 h,涂层厚度可达53μm,高于相同工艺下,以NH4Cl、NaF为活化剂的涂层沉积厚度。当埋渗硅含量充足时,包埋渗硅涂层具有2层结构,外层为MoSi2相,扩散层为Mo5Si3相。通过热力学分析知Mo5Si3较Mo3Si更为稳定,贫硅过渡区更易生成Mo5Si3相。包埋渗硅涂层的沉积受反应扩散过程控制。相同工艺条件下拟合的速率方程中,NH4F为活化剂所得速率常数值最大为18.5。该活化剂下埋渗的涂层,Si F2的平衡分压对涂层生长的气相扩散过程起控制作用,且Si F2的平衡分压均高于以NH4Cl、NaF为活化剂下Si X2(X=Cl,F)的平衡分压。     

溶液型磷酸酯钕催化体系合成Cis-1,4-聚异戊橡胶

以溶液型磷酸酯钕盐Nd(P204)3(简称Nd)为主催化剂,在有少量单体异戊二烯(IP)存在下的三异丁基铝(Al(i-Bu)3,简称Al)及二乙基氯化铝(AlEt2Cl,简称Cl)催化体系催化异戊二烯(IP)聚合。通过在磷酸酯钕中加入丙二醇制备出溶液型主催化剂,这种方法解决了磷酸酯钕的非均相问题,同时,此方法无需皂化反应,减少了废水排放。考察了此催化剂组分的陈化方式、聚合温度及时间等对异戊二烯聚合的影响。结果表明,催化剂陈化方式为IP+Al+Nd+Cl,[IP]/[Nd]为10,[Al]/[Nd]为10,[Cl]/[Nd]为2,在10℃陈化3h的条件下,得到的聚异戊二烯橡胶顺式-1,4-结构含量在98%以上,相对分子质量分布小于2.5。     

硼对熔盐电沉积渗硅层成分及组织结构的影响

选取无硼(NaCl-KCl-NaF-SiO2)和含硼(NaCl-KCl-NaF-SiO2-Na2B4O7)两种熔盐通过电沉积的方法在纯铁表面制备了渗硅层.利用辉光放电光谱仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对渗硅层渗入元素的含量与分布、表面形貌及物相组成进行了检测分析.结果表明,硼的加入起到了明显的催渗作用,含硼试样渗层较厚,硅分布均匀;表面平整、致密,晶粒细小;含硼试样由Fe2B及Fe3Si组成,无硼试样由Fe3Si及Si在α-Fe中的固溶体α-Fe(Si)组成,硼的加入降低了Fe3Si的有序度.     

利用高沸物二硅烷中的甲基氯二硅烷制备无氯Si-C-N陶瓷

直接法生产甲基氯硅烷的高沸点副产物分离出的甲基氯二硅烷(DS)与八甲基环四硅氮烷反应形成氯硅烷低聚物,经氨解成为聚硅氮烷(PSZ)前躯体,并发现PSZ甲苯溶液为假塑性流体,得到70％(质量)的PSZ甲苯溶液的粘流活化能为18．3kJ／mol。PSZ在1100℃高温裂解后,可得到无氯Si-C—N无定型陶瓷,认为该路线是制备高性能Si—C—N陶瓷的最经济的方法之一。     

电子束蒸发沉积重掺硅薄膜及其在低辐射玻璃上的应用

采用电子束蒸发法以普通玻璃为基板制备了重掺硅薄膜,通过SEM、EDS、透射光谱对其形貌、成分以及透射率进行了测试表征.进一步采用铝诱导低温晶化法在玻璃基板上沉积Al薄膜,对重掺硅薄膜进行铝诱导晶化.XRD测试、电学性能测试以及可见-红外光谱透射率测试结果表明,硅薄膜在温度为300℃以上出现了Si(111)的衍射峰,薄膜的导电性得到了提高,且具有较强的红外反射能力,表明在低辐射玻璃上具有一定的应用价值.同时采用电子束蒸发法制备了结构为glass/Si/Ag/Si的Ag基低辐射玻璃,通过光学性质测试和腐蚀情况观察结果表明硅薄膜具有保护低辐射薄膜的作用.     

三维打印结合反应烧结制备多孔氮化硅陶瓷

以硅粉(Si)为起始原料,糊精为粘结剂,采用三维打印(3DP)快速成型技术制备出多孔硅坯体,通过反应烧结得到高孔隙率的氮化硅(Si3N4)陶瓷。研究了反应烧结工艺对3DP多孔Si3N4陶瓷性能的影响。结果表明:3DP成型的硅坯体采用阶梯式升温机制,可得到抗弯强度为(5.1±0.3)MPa,孔隙率达(74.3±0.6)%的多孔Si3N4陶瓷。反应烧结后,样品的线收缩率小于2.0%。三维打印结合反应烧结法实现了复杂形状陶瓷构件的无模制造与净尺寸成型。     

聚己内酯/ 环氧树脂/ SiO2杂化材料的制备及性能

采用端硅氧烷基聚己内酯( PCL-TESi) 作为无机前躯物, 通过环氧树脂/ KB-2 的固化反应和PCL-TESi的溶胶2凝胶过程, 制备了聚己内酯/ 环氧树脂/ SiO₂ ( PCL/ EP/ SiO₂ ) 有机-无机杂化材料。利用红外光谱、透射电镜( TEM) 、热失重分析( TGA) 及在甲苯溶液中的溶胀试验对不同SiO₂ 含量的杂化材料进行分析。研究发现, 随着PCL-TESi 含量增大杂化体系交联密度降低; 此杂化体系中存在环氧和Si —O —Si 两种交联网络, 微观上形成纳米两相结构; Si —O —Si 交联网络的形成显著提高了材料的耐热性能, 使失重5 %时的热分解温度从120.5 ℃(纯环氧树脂/ KB-2 体系) 提高到277.6 ℃(SiO₂质量分数为3. 84 %的杂化体系) 。      

粉末渗硅工艺对Mo-W-Co系合金组织和性能的影响

研究了渗硅工艺对Mo-W-Co合金组织与性能的影响,通过改变渗硅的渗剂粉末成分和渗硅温度,对渗硅后的合金试样的渗层分别进行金相分析、扫描电镜和XRD检测,获得渗硅后的渗层组织及相组成,通过比较渗层厚度及其在600℃的抗氧化性探讨较好的渗硅工艺参数。实验结果表明:渗层主要由Al_2 O_3外渗层和MoSi_2与Mo_5Si_3内渗层构成;NH_4Cl与CaCl_2的复合催化作用明显改善渗硅效果;渗层通过自身良好的抗氧化性及耐磨性提高合金的抗氧化性能和耐磨性;抗氧化试验后,氧化皮的主要成分包括SiO_2、MoO_3、Al_2O_3等;渗Si处理最佳渗剂配方为60%Si、25%Al_2O_3、10%NH_4Cl、5%CaCl_2。     

铸态中铬硅铸铁价电子结构与M7C3体积分数

为提高中铬铸铁共晶碳化物中M7C3比例,研究了中铬硅铸铁(290Cr8Si2).建立了铸态中铬硅铸铁基体的价电子结构,运用固体与分子经验电子理论(EET)分析了中铬硅铸铁中Si的作用.分析和实验结果表明,中铬硅铸铁基体含C、Cr、Si的γ-Fe晶胞中,C原子与Si原子的结合力强于C原子与Cr原子的结合力,较高的含Si量降低了铸铁基体的含Cr量,提高了共晶碳化物的含Cr量,进而提高了共晶碳化物中M7C3的比例.耐磨损中铬硅铸铁(290Cr8Si2)共晶碳化物(M7C3 M3C)中M7C3占94.2%(体积分数),明显高于中铬铸铁(290Cr8Si1)共晶碳化物中的M7C3的71.7%(体积分数).     

钙铁硅铁磁体微晶玻璃热处理制度的研究

使用XRD、DTA、VSM等分析测试手段对在还原气氛下含少量B2O3、P2O5钙铁硅微晶玻璃的热处理制度进行了较深入的研究。研究发展，预核化处理对于钙铁硅微晶玻璃的晶化无明显作用。900℃作为钙铁硅微晶玻璃的晶化温度较适宜，晶化时间宜8h以上。     

反应烧结Si3N4透波陶瓷的制备与能研究

以国产Si粉和Si3N4粉为原料,添加适量的Y2O3和Al2O3烧结助剂,经凝胶注模成型后,在流动的高纯氮气氛中,采用反应烧结工艺制备出结构均匀、性能良好的Si3N4透波陶瓷,并深入研究了组分配方和烧结工艺对硅粉氮化率及材料的力学性能与介电性能的影响.研究结果表明:提高烧结温度能明显改善硅粉的氮化程度,当烧结温度超过1450℃、保温4h以上时,硅粉可完全氮化;起始原料中Si3N4含量为65％时,样品的介电性能最好,其介电常数为4.8,损耗角正切值为0.78×10-2;起始原料中Si3N4含量为35％时,样品的力学性能最好,其抗弯强度为129.5MPa.     

Mn(C_2Cl_3O_2)Cl(C_(12)H_8N_2)_2的合成、表征及其纳米晶体参数计算

以Cl3CCOOH、1,10-菲罗啉为配体,以MnCl2·4H2O为金属离子盐,通过溶液蒸发法合成了具有纳米级金属骨架的三元配合物Mn(C2Cl3O2)Cl(C12H8N2)2。通过元素分析、红外光谱、X单晶衍射测得配合物属于单斜晶系,其空间群为P21/c,a=1.8155nm,b=1.0638nm,c=1.4685nm,β=112.9°,z=4,V=2.6110nm3。通过纳米化计算的方法,计算出总晶胞数、总原子数、及表面参数随粒径变化的关系,得出Mn(C2Cl3O2)Cl(C12H8N2)2最佳纳米化尺度为115nm。     

聚合填充法制备铁/二氧化硅/聚乙烯复合颗粒

以用溶胶凝胶法制备的Fe/Si O2复合颗粒作为载体负载二氯二茂锆(Cp2Zr Cl2),用聚合填充法催化乙烯聚合制备了Fe/Si O2/PE复合颗粒。用扫描电镜、X射线能谱分析、红外光谱、电感耦合等离子体光谱仪、热重分析仪和激光粒度分析仪、凝胶渗透色谱等手段对复合颗粒进行了分析和表征。结果表明,Fe/Si O2复合颗粒外层Si O2包覆完整,可用作Cp2Zr Cl2的载体;Fe/Si O2/Cp2Zr Cl2催化剂体系在乙烯聚合过程中显示出较高的活性,可聚合得到Fe/Si O2/PE复合颗粒;催化活性组分在聚合过程中不会从Fe/Si O2复合颗粒上脱离,生成的聚乙烯在载体表面包覆良好;Fe/Si O2/PE复合颗粒在聚合过程中出现了明显的团聚;Fe/Si O2/Cp2Zr Cl2催化剂颗粒和Fe/Si O2/PE复合颗粒的形状均不规则,两者之间有复制效应;改变聚合时间和聚合压力可调节Fe/Si O2/PE复合颗粒中的Fe含量;用Fe/Si O2/Cp2Zr Cl2催化剂催化乙烯聚合得到的聚乙烯,分子量分布较窄。     

Al含量对Cu基Ni镀层表面渗Si层组织和力学性能的影响

采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为黏结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后900℃,12h表面渗Si,制备渗Ni-Si层。研究了Al粉含量对渗Si层组织和力学性能的影响。结果表明:随铝粉含量的增加,渗层组织出现以下转变:Ni3Si+Ni31Si12→Ni31Si12+Ni2Si→Ni3Si+NiAl,包渗过程由渗硅为主转变为渗铝为主;渗层硬度增加;摩擦系数由铝粉含量为10%(质量分数,下同)时的0.37降低到45%时的0.18,分别为纯铜的1/2,1/5。     

粉料埋烧的TiO2瓷半导化和电学非线性研究

基于一次烧结工艺，采用埋烧和裸烧两种方法制备组分相同(Sr，Bi，Si，Ta)掺杂的TiO2陶瓷。通过复阻抗特性、晶粒电阻、晶界电阻、压敏电压、非线性系数及势垒高度的测定，研究埋烧与裸烧工艺对TiO2陶瓷的半导化以及电学非线性特性的影响。结果表明，采取粉料埋烧有利于晶粒半导化，降低压敏电压。     

超高真空(UHV)PECVD系统沉积a-Si1-XCX∶HK薄膜及其特性

本文研究了应用新型的超高真空等离子增强化学气相沉积 (VHV- PECVD)复合腔系统沉积a- Si1-XCX∶ HK薄膜及其特性。系统的真空度可达 10 -7Pa(10 -9Torr)以上。通过控制 H2 对常规用混合气体(Si H4 CH4 )的稀释程度以及相应的 CH4 比例 ,优化沉积工艺参数 ,制备出能带宽度范围变化较大的高质量非晶氢化硅碳 (a- Si1-XCX∶ HK)薄膜。通过 RBS、ERDA、IR和 Ramam光谱等方法分析和确定这种薄膜材料的基本特性。对 H2 氢稀释作用及其效应进行了分析。     

低温生长硅基碳化硅薄膜研究

在 8 5 0℃的低温下 ,在Si( 10 0 )衬底上生长了 3C SiC薄膜 ,气源为SiH4和C2 H4混合气体。用X射线衍射、X射线光电子能谱和傅立叶红外吸收谱分析了薄膜的晶体结构、组分以及键能随深度的变化。研究表明薄膜为富硅的 3C SiC结晶层 ,其中的Si/C比约为 1 2。