强磁场下铜电沉积层表面形貌及织构的研究

利用SEM和XRD研究了无磁场和2 T～10 T强磁场中电流密度和磁感应强度对铜电沉积层表面形貌及择优取向的影响.结果表明:无磁场下,表面晶粒随电流密度增加而增大,同时伴随氢气析出而导致气孔出现,施加10 T磁场后,表面晶粒随电流密度增加呈分裂细化趋势,同时氢气析出被抑制.强磁场施加使(220)晶面织构得到抑制,而(111),(200),(311)等晶面的织构得到增强,但无论是否施加磁场,在200A/m2～630A/m2的电流密度下,铜电沉积层仍保持(220)的优先生长方向.     

磁场作用下电沉积镍层织构及表面形貌分析

分别在垂直和平行磁场环境下电沉积镍,利用XRD和SEM研究了电流密度、磁场强度、磁场方向、超声强度对镍晶镀层织构,以及磁场强度对镀层表面形貌的影响作用,并对其影响机理进行了分析。结果表明:增大电流密度对(200)晶面取向具有促进作用,随着电流密度的增大,晶面织构由以(111)为主变为以(200)为主;磁场强度增加会促使镀层织构(111)晶面取向增强,平行磁场相较于垂直磁场更有利于晶粒生长;超声作用会使晶粒由择优取向变为随机取向;此外,施加磁场作用后,晶粒尺寸随磁感应强度增加而减小,表面更加均匀。     

扫描喷射电沉积纳米晶铜的试验研究

对扫描喷射电沉积纳米晶铜的工艺特点和沉积层微观结构进行了研究。结果表明，扫描喷射电沉积的电流密度和沉积速度随电压的增大呈线性增大，可用电流密度和沉积速度远高于传统电沉积。电流密度、喷射流量和扫描速度都对沉积层的表面生长形态有较大的影响，使用低电流密度、高喷射流量和快扫描速度有利于获得平整、致密的沉积层，在较大的电流密度范围内可获得晶粒尺寸小于40nm的铜沉积层。电流密度由100A／dm^2增至300A／dm^2时，择优取向晶面由(220)晶面逐渐转变为(111)晶面。     

电解铜箔织构的研究

在CuSO4-H2SO4电解液体系中,电沉积铜箔试样.利用X射线衍射仪研究了不同电沉积条件下制备的铜箔材料的织构特征.结果表明,铜箔织构度随厚度的增加而提高,(111)织构逐渐向(220)织构转变,最终形成(220)强织构;铜箔织构度随电流密度的不同而改变,并且电流密度越大,越有利于(220)织构的形成,使得铜箔织构度越强;同时,电解铜箔织构类型以及织构度对铜离子浓度没有无关.     

强磁场对碱液腐蚀制备多晶硅表面织构的影响

目的在碱液腐蚀制备多晶硅表面织构过程中施加具有方向性的强磁场,研究强磁场对多晶硅表面织构减反射的影响。方法在非磁场和1、2、3、4 T磁场作用下,用NaOH溶液腐蚀制备多晶硅表面织构,用电子天平称量表征硅片腐蚀程度,用奥林巴斯LEXTOLS4100共聚焦显微镜观察多晶硅片表面形貌,用Ocean Optics USB4000光谱仪测量多晶硅片的反射率,用WT-1200硅片测试仪测量样品少子寿命。结果随磁感应强度的增大,多晶硅片的腐蚀程度增强,多晶硅片腐蚀程度由非磁场条件下处理的2.1%,变化为磁感应强度为1 T时的2.8%,2 T时的3.9%,3 T时的5.3%,到4 T时的6.3%,同时多晶硅表面织构变得均匀且细腻。多晶硅片的反射率随磁感应强度的增大而降低,由非磁场条件下处理硅片的23.9%,变化为磁感应强度为1 T时的19.2%,2 T时的17.5%,3 T时的15.9%,到4 T时的14.5%。另外,随磁感应强度的增大,多晶硅片少子寿命略有降低。结论在碱液腐蚀制备多晶硅表面织构过程中施加强磁场,多晶硅片腐蚀程度增强的同时,表面织构的微结构更趋合理,减反射效果显著。     

电流密度对镍镀层结构和性能的影响

采用阴极移动电镀技术在电流密度为1～13A/dm2时制备镍镀层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段,研究电流密度对镍镀层的表面形貌、结晶取向、孔隙率、内应力和硬度的影响。结果表明:镍镀层的织构和性能随电流密度的变化而改变。当电流密度低于7A/dm2时,镀层表面球形颗粒较为粗大、孔隙率较高,在为4A/dm2时,镀层具有最低的拉应力约110 MPa;当电流密度为7A/dm2时,镀层表面球形颗粒均匀细小,具有最小的表面粗糙度Ra 0.69μm,最小的孔隙率0.08个/cm2以及最高的硬度330HV0.1;当电流密度大于7A/dm2时,镀层的表面粗糙度增加,择优取向由(200)晶面向(220)晶面发生转变,电流密度达到13A/dm2时,(220)晶面的织构系数达到了85.4%。     

强磁场对电沉积镍铁合金膜显微组织的影响

在电沉积镍铁合金膜过程中施加了不同强度的纵向强磁场,研究了磁场强度对电沉积镍铁合金膜的微观形貌、晶粒取向和成分的影响。结果表明:随着磁感应强度增加,镀层表面晶粒先粗化,然后细化为数百纳米的颗粒层;同时样品截面组织经历了由层状生长转为树枝晶、脊状晶和条状晶的一系列变化;在12 T强磁场下条状晶沿外磁场方向破碎为球状微晶组织;强磁场使样品(111)晶面择优取向,并进一步促进了Fe2 的优先沉积,使样品中铁含量随外加磁场强度的增大而增加,而膜的饱和磁化强度也线性提高。     

脉冲磁场对Hi-B钢初次再结晶织构的影响

采用原位连续检测的方法研究了脉冲磁场对高磁感取向硅钢(Hi-B钢)初次再结晶晶粒尺寸和织构的影响。结果表明,冷轧Hi-B钢760℃退火过程中,施加1.5 T脉冲磁场在一定程度上促进了晶粒再结晶长大过程,再结晶平均晶粒尺寸增长速率大于普通退火试样;脉冲磁场的施加不改变主要织构类型,退火后主要织构依然为γ织构;脉冲磁场使织构强度降低,且抑制γ织构的发展,促进Goss织构和{001}110织构的发展。     

强磁场对Al-4.5Cu合金定向凝固过程中织构和晶界的影响

研究了顺磁性Al-4.5Cu合金添加Al-5Ti-1B细化剂后,在强磁场下定向凝固时凝固组织中织构的形成规律和晶界特征分布.结果表明:当温度梯度为27 K/cm,未施加磁场时,细化后晶粒取向杂乱;施加磁场后,随着磁场强度的提高,晶粒位向发生变化,晶粒沿a-Al易磁化轴〈310〉发生取向排布.伴随〈310〉织构的生成,晶粒中重位点阵(CSL)晶界比例提高.熔体中具有磁晶各向异性的a-Al晶粒在磁场下受磁转矩作用发生转动,是织构生成的主要原因.还讨论了磁场下流体流动对织构生成和晶界的影响.     

硫酸铜浓度及电流密度的变化对游离微珠辅助磨电铸铜的影响

目的 研究硫酸铜浓度及电流密度的变化对游离微珠辅助磨电铸铜电流效率和沉积层表面形貌、显微硬度的影响。方法 使用立式阴极回转电铸设备进行单因素电铸试验,在硫酸铜质量浓度分别为40、80、120 g/L的条件下,将电流密度由1 A/dm²增至4 A/dm²进行试验。使用库仑计测量记录流经试验回路的电荷量,使用精密电子天平称取铜沉积层的质量,使用扫描电子显微镜观察铜沉积层的表面微观形貌,使用显微硬度计测量铜沉积层的显微硬度。结果 硫酸铜质量浓度为40 g/L,电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,沉积层的表面形貌逐渐趋于光滑平整,电流效率随着电流密度的增加先提高、后降低,在电流密度为2 A/dm²时增至最高95.4%,在电流密度为4 A/dm²时下降至最低92.7%。电流密度由1 A/dm²提高到3 A/dm²时,显微硬度由120.3HV增至最高139.8HV。电流密度为4 A/dm²时,沉积层的表面粗糙度Ra最低,为0.19 μm。硫酸铜质量浓度为80 g/L条件下,电流密度为4 A/dm²时的沉积层表面最为平整,沉积层的表面粗糙度较低,为0.62 μm。电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,电流效率由94.1%增至最高97.2%,显微硬度由119.4HV增至最高146.3HV。硫酸铜质量浓度为120 g/L条件下,电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,沉积层表面的毛刺逐渐变小,且数量也逐渐减少,电流效率由93.9%增至最高97.6%,显微硬度由117.3HV增至最高136.4HV。结论 在一定条件下提高电流密度或降低硫酸铜浓度,均可改善沉积层的表面形貌,提高沉积层的显微硬度。游离微珠的运动磨削既可以改善沉积层的表面形貌,也可以改善沉积层内部的晶粒组织结构,提高沉积层的显微硬度,但微珠的运动会磨削掉沉积层表面微量的铜,降低电铸铜的电流效率。     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

试论洋务派教师聘任的思想

洋务派在洋务学堂的办学活动中,为了解决西学专业学科的教学困难,采用了聘请外籍教师的应急措施.他们以真才实学,合同制管理作为主导思想,并认为这种解决师资的途径只是权宜之计,并非久远.从客观上看,洋务派的教师聘任思想有深刻的历史影响.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Mechanism of Nucleation of Precipitates of Carbides of Refractory Metals Under Hot Rolling of Automotive Sheet Steel

Metal Science and Heat Treatment - The problem of formation of properties in microalloyed sheet steels is considered. The cause and the possible mechanism of precipitation of carbides of refractory...     

燃煤机组锅炉烟气脱硝灰中氨含量测定

NOx是大气环境的主要污染物之一,其主要来源为火力发电机组。依靠低氮燃烧技术,远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝(简称SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应用最广泛的电厂烟气脱硝技术。目前,在线氨逃逸监测技术存在诸多问题,影响了氨逃逸监测数据的准确度和稳定性。在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布以及脱硝催化剂类型等条件确定的情况下,控制好氨加入量及其逃逸量是保证NOx脱除率的关键所在。燃煤锅炉除尘飞灰氨含量可侧面反映脱硝氨逃逸率的状况。根据国外的文献报道,正常情况下,电除尘灰中氨含量一般在50mg/kg-100mg/kg范围内。由于国内尚无灰中氨含量的测定方法,亦无脱硝运行对飞灰含氨量影响的数据积累。本文通过大量试验,确定了灰中氨溶解条件(如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量及其稳定性等),制定了灰中氨含量测定方法。