3英寸碳化硅单晶

一块月饼样大小，硬度仅次于金刚石的灰色的晶体块——3英寸碳化硅单晶，不久前由晶体材料国家重点实验室研制成功。该实验室宣布，这是我国在研制2英寸碳化硅单晶获得成功以来，在大直径碳化硅单晶研究方面取得的又一突破性进展。     

物理汽相传输法生长掺钒碳化硅单晶新鲜表面的实验研究

采用SEM观察物理汽相传输(PVT)法生长掺钒SiC单晶新鲜表面时,发现有特定形状的析出相,经SIMS、SEM能谱(EDX)、XRD、台阶仪综合分析,确定析出相的主要成分是钒,且是凸起的,推断其在单晶生长降温过程中产生。     

共沉淀法制备Ca0.6Mg0.4Zr4(PO4)6纳米粉体

采用共沉淀法,以Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、ZrO(NO3)2·8H2O和NH4H2PO4为原料合成Ca0.6Mg0.4Zr4(PO4)6(C0.6M0.4ZP)纳米粉体,通过TG-DSC、XRD、TEM和纳米粒度/Zeta电位分析手段研究了反应过程pH值、反应物浓度配比和沉淀反应方式等对合成粉体的相组成、平均颗粒尺寸及其分布等的影响.结果表明:将Ca2 、Mg2 、Zr4 离子混合溶液加入到不同pH值的NH4H2PO4溶液中,并控制pH=3～11,沉淀物经900℃煅烧3 h后,可合成单相的C0.6M0.4ZP纳米粉体;当Zr4 浓度为0.5 mol/L、沉淀剂NH4H2PO4浓度为1.0 mol/L、pH=9时,合成粉体平均颗粒尺寸和粒径分布范围最小,分别为40 nm和20～70 nm.     

减摩碳化硅陶瓷基复合材料研究与制备

从提高材料摩擦和磨损性能的角度,综述了几种减摩碳化硅陶瓷基复合材料研究与制备技术,通过对石墨复合碳化硅、孔隙复合碳化硅、第二相粒子复合碳化硅陶瓷以及复合碳化硅涂层结构陶瓷的研究与制备技术的对比论述,总结了不同减摩碳化硅陶瓷基复合材料的磨损性能及其磨损机制,提出了减摩碳化硅陶瓷基复合材料研究今后的发展方向。     

NH_4ZnPO_4晶体结构Rietveld法精修

本文详细阐述用X射线粉末衍射及Rietveld法研究NH_4ZnPO_4晶体结构精修的实验方法。通过对85个结构模型参数、样品特性参数和仪器对衍射谱图的影响参数进行精修,进一步说明在精修过程中应注意的问题。该样品为单科晶系,其空间群为:P2_1,Z=4,精修后的晶胞参数为:a=8.7839(13)A,b=5.4432(21)A,c=8.9543(13)A,β=90.318(38)°,v=428.126(14)×10~(-10)m,Dx=2,830g/cm~3,品质因子:F(20)=27,M(20)=39,结构吻合因子:Rp=16.98％,Rwp=21.25％,R_(EXP)=16.18,S=1.3。     

相转移法制备纳米CoFe_2O_4粉体

采用相转移法制备了纳米CoFe2O4前驱体.运用差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米CoFe2O4前驱体的热分解特性.利用XRD、TEM研究了不同煅烧温度对生成的纳米CoFe2O4成分、形貌和粒度的影响,探讨了相转移法的制备机理.结果表明:相转移法可有效控制成核速度,油相的成膜有效地实现了阻聚作用,400℃为最佳煅烧温度,所得到的CoFe2O4粉体呈规则的立方形链状分布,无明显团聚体,平均粒径为30 nm,且粒径分布窄.     

共沉淀法制备Fe3O4纳米粉体工艺的优化

采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粉体,用正交试验、主因素分析试验设计技术对制备工艺中影响纳米颗粒粒径、饱和磁化强度的因素进行了研究,通过透射电镜和VSM振动磁强计对纳米颗粒的粒径、饱和磁化强度进行了表征.结果表明：NaOH溶液的加入速率和加入后的保温时间、油酸钠溶液的加入速率、反应温度和油酸钠溶液的加热温度对纳米磁性颗粒性能影响较大;得出了较佳的工艺参数并制备出了性能较理想的磁性粉体.     

共沉淀法制备Ca0．6Mg0．4Zr4（P04）6纳米粉体

采用共沉淀法，以Ca（NO3）2·4H2O、Mg（NO3）2·6H2O、ZrO（NO3）2·8H2O和NH4H2PO4为原料合成Ca0．6Mg0．4Zr4（P04）6（C0．6M0．4ZP）纳米粉体，通过TGDSC、XRD、TEM和纳米粒度／Zeta电位分析手段研究了反应过程pH值、反应物浓度配比和沉淀反应方式等对合成粉体的相组成、平均颗粒尺寸及其分布等的影响。结果表明：将Ca^2＋、Mg^2＋、Zr4＋离子混合溶液加入到不同pH值的NH4H2PO4溶液中，并控制pH=3～11，沉淀物经900℃煅烧3h后，可合成单相的C0．6M0．4ZP纳米粉体；当Zr4十浓度为0．5mol／L、沉淀剂NH4H2PO4浓度为1．0mol／L、pH=9时，合成粉体平均颗粒尺寸和粒径分布范围最小，分别为40nm和20-70nm。     

乙二胺四乙酸络合溶胶-凝胶法制备CuFeMnO_4尖晶石复合金属氧化物

采用乙二胺四乙酸(EDTA)络合溶胶一凝胶法制备了CuFeMnO4尖晶石复合金属氧化物,用TG-DTA、IR、XRD、SEM等仪器对其干凝胶的热分解过程、产物物相结构、微观形貌和太阳光吸收率等进行了分析表征.结果表明:制备的干凝胶在442℃以上已基本分解完全;经600℃煅烧晶化后形成CuFeMnO4尖晶石复合金属氧化物,平均晶粒尺寸在14 nm左右,但纳米颗粒已严重团聚,形成大的颗粒;所获得的复合金属氧化物粉体对200～2 500 nm波长范围的太阳光吸收率约为85.435%.     

电子束辐照法制备纳米Fe3O4颗粒及其分散性能

在常温常压、不添加任何催化剂的条件下,用电子束辐照法制备出纳米Fe3O4颗粒;通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计以及激光粒度仪等对辐照后产物的结构、形貌、粒径、光学特性以及分散性能进行了表征。结果表明：经辐照后纳米Fe3O4颗粒以球形为主,通过谢乐公式计算出的纳米颗粒尺寸在20nm左右;采用复合分散剂聚仙梨醇、六偏磷酸钠和柠檬酸铵对纳米颗粒进行分散效果最佳,所得纳米颗粒粒径在8～18nm之间。     

单晶硅红外液晶光阀

描述了单晶硅红外液晶光阀工作的基本原理、制作工艺过程及其技术性能指标的测试结果。给出了利用单晶硅红外液晶光阀产生复杂动态红外场景的实验结果。     

单晶硅与单晶铜的微摩擦性能比较

采用微划痕试验对单晶硅和单晶铜进行了材料的微摩擦学实验研究,在不同载荷的情况下研究了两种材料的摩擦系数变化,发现随着载荷的增大,试样与针尖的摩擦系数误差随之减小;单晶硅的摩擦系数随载荷的增大而减小,单晶铜的摩擦系数则随载荷的增大而增大,呈现相反特性。     

单晶硅表面无掩膜极微细加工成形的研究

对单晶硅表面进行极微细加工中，直接用摩擦力显微镜机构(FFM)进行机械加工，然后用KOH溶液对加工基片腐蚀，发现被加工部位能形成凸台，对影响凸台成形的各种因素进行了试验研究，并介绍了这种新式成形工艺的应用实例。     

单晶硅微桥式梁力学性能的弯曲测试

微梁是微电子机械系统(M EM S)中常见的结构,单晶硅是M EM S最基本、最常用的材料之一,其材料力学性能需要精确的评价。应用光刻等技术加工了六组不同尺寸的微桥式梁试件,并进行了弯曲测试,梯形截面的试件可代表矩形、方形等截面的常见微梁。弯曲测试选用的纳米压痕法适用于弹塑性材料,且可同时获取弹性模量、硬度和弯曲强度等多种力学性能参数。实验测得单晶硅的平均弹性模量为(170.295±2.4850)GPa,没有呈现尺寸效应;弯曲强度在3.24~10.15GPa范围内变化,有较强的尺寸效应,平均硬度为(9.4967±1.7533)GPa,尺寸效应不太明显。     

热压烧结碳化硅陶瓷的氧化性能

采用硅作为烧结助剂热压烧结SiC陶瓷,用扫描电镜、X射线衍射仪和热重分析仪研究了不同状态SiC陶瓷的氧化性能.结果表明:未预处理SiC在等温氧化过程中,600～1 100℃区间内,等温氧化动力学曲线服从抛物线规律;而在1 100～1 300℃区间,则偏离了抛物线规律,氧化速率随温度的升高先增大后减小.经过高温预氧化处理之后,SiC试样在等温氧化过程中,氧化动力学曲线为直线,较未预处理试样氧化增重显著减少;连续升温氧化过程中,和未预处理试样相比,剧烈氧化开始温度升高,同时其氧化速率及最终的氧化增重均大幅度降低.说明了高温预氧化处理能够有效提高SiC陶瓷的抗氧化性能.     

直拉单晶硅体生长过程中的控氧技术研究

单晶硅的氧含量及其均匀性可显著影响各种硅基器件的性能,也是在硅晶体生长过程中较难控制的参数。本文分析了直拉单晶硅生产过程中氧杂质的引入机理及其对晶体质量的影响,并通过改变氩气流量或炉内压力、热场几何尺寸、埚位、晶体转速和坩埚转速等拉晶条件,以及采用相应的磁拉技术来控制晶体中的氧含量及分布均匀性,提高晶体的质量。     

硅晶体精密切片技术及相关基础研究

分析了目前硅晶体切片技术的特点和现状,综述了相关基础研究,指出了未来的发展趋势和研究热点。     

基于分子动力学的单晶硅纳米压痕过程分析

基于分子动力学角度,本文主要分析了单晶硅的纳米压痕过程,并尝试解释其瞬间原子位置、作用力变化以及其压痕过程等原理。经过笔者试验发现:磨粒的不断压入,会使单晶硅的硅晶格发生变成,且磨粒产生的能量会以应变能的形式存储在晶格之中。同时,随着硅原子势能增加到一定数值时,硅原子键就会以断裂形式变成非晶层堆积在磨粒下方。当磨粒离开单晶硅时,非晶层开始重构,释放能量,达到新的平衡状态。     

金刚石飞切单晶硅的切削力模型及试验研究

首先对金刚石飞切单晶硅的加工特点进行分析,建立了未变形切屑厚度模型及材料去除类型的理论判定条件;然后推导出了适合金刚石飞切加工特点和单晶硅材料特性的数学预测模型;最后进行了切削力正交试验,并通过切削力试验值与模型计算值对比验证了切削力模型的合理性。同时根据试验结果总结了各主要加工参数（切深ap、进给量f、主轴转速n）及其产生的最大未变形切屑厚度hmax对切削力的影响规律。     

碳化硅发热材料微观结构特征

用电子探针和能谱仪对电热元件用陶瓷发热材料碳化硅(SiC)使用后不同部位的组织和成分进行了对比分析。对使用200h热端SiC晶粒表面形貌进行了观察,发现在气孔较大处有晶须长出,晶须的主要成分为SiO2。对SiC颗粒尺寸进行了测量,发现其大小符合正态分布。