Ag纳米颗粒等离激元光散射增强对Si刻蚀形貌的影响机制

通过实验与有限元(FDTD)模拟系统研究了不同粒径尺寸的Ag纳米颗粒在P(100)Si表面刻蚀过程中等离激元光散射增强对刻蚀孔形貌的影响。SEM结果表明,刻蚀孔由与粒径尺寸接近的垂直孔演化为一种上大下小的火炬状形貌特征孔,该孔的直径与纳米颗粒尺寸散射半径相仿。模拟不同粒径的Ag纳米颗粒进入刻蚀孔后的光散射特征,证实了Ag纳米颗粒等离激元散射对刻蚀孔初期形成的重要作用。分析表明,基于光照条件下电子-空穴的激发特征,刻蚀孔的形貌主要依赖Ag纳米颗粒等离激元散射的光增强,即通过改变入射光频率以及Ag纳米颗粒粒径可以有效地调控Si表面形貌特征。Ag纳米颗粒等离激元光散射增强技术在Si基太阳能电池、发光二极管(LED)器件等领域有潜在应用前景。     

均匀化退火对低Fe/Si比Al-Mn合金微观组织演变的影响（英文）

主要研究了双辊轧制的低Fe/Si比Al-Mn合金在不同均匀化处理过程中的微观组织演变情况。当对合金进行550℃/4 h的均匀化处理时,合金表面的晶粒组织从典型的纤维组织转变成粗大的长条状再结晶晶粒组织。合金心部的晶粒组织则随着均匀化温度的升高而趋向于等轴化。当对合金进行450℃/4 h和500℃/4 h的均匀化处理时,粗大的初生相开始破碎,当均匀化温度升高至550℃时,破碎的初生相发生粗化。在450℃/4 h和500℃/4 h的均匀化处理条件下,弥散相在均匀化过程中的演变主要受形核和长大机制控制,而在550℃/4 h的均匀化条件下,弥散相的粗化和回溶成为主要机制。当对合金进行500℃/4 h处理时,大量细小的含Zr弥散相从过饱和固溶体中析出。     

稀土Ce对新型Al-Cu-Li合金力学性能与组织的影响

对一种含有不同量微量Cerium的新型高Cu/Li比的Al-Cu-Li合金经过T6和T8热处理后的硬度和拉伸性能进行了测试,同时对该合金峰时效的显微组织进行了观察。结果表明:随着含Cerium量的增加,立方相和T1相的数量均在增加,θ′相数量减少。主要因为微量Cerium加入后,Cerium会以固溶态的形式存在,如果分布于{100}面和{111}面,将会有利于立方相和T1相的析出;同时,微量Cerium的加入抑制了Cu原子的扩散、GP的形成和最终θ′相的析出;T8态时,θ′相和T1相存在竞争析出关系,随Cerium含量的增加,T1相与θ′相的相对含量比会增加。利用IPP软件对T6态峰时效的各析出相的单位面积数密度,以及θ′相和T1相的尺寸分布进行了统计。统计发现:随Cerium含量的增加,总的形核点在增加;2#(0.15%Ce)合金θ′相尺寸比1#(0%Ce)合金更加均匀,这是因为1#合金中的θ′相与立方相之间存在竞争析出关系;3#(0.3%Ce)合金T1相尺寸比2#(0.15%Ce)合金更均匀,据此分析认为,时效初期3#合金比2#合金T1相形核点更多,可以推断,时效16 h时,2#合金的立方相发生了溶解,同时,T1相出现二次析出和快速生长。     

新型Al-Cu-Li-Ce合金增韧化机制（英文）

采用室温拉伸和Kahn撕裂测试方法,对一种加入不同含Ce量的新型Al-Cu-Li合金在T6态和T8态峰时效时的力学性能分别进行了测试;同时辅以扫描电镜和透射电镜对其断口形貌和晶界析出相相应的变化规律进行了研究。对所有状态样品的断口扫描照片和晶界析出相情况进行了统计。结果表明:T8态的强度值和UIE值(unit initiation energy)总体高于T6态,中等含Ce量的合金在T8态具有最高的强韧性配合。断口分析中发现:具有韧窝环绕金属间化合物特征的区域所占面积分数的变化趋势与UIE值变化规律一致;晶界分析表明:无析出带宽度的大小、晶界析出相的数密度和有效尺寸的变化决定了样品在不同Ce含量和热处理状态下的断裂阻力和裂纹扩展方式。     

Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu合金均匀化过程中Al2CuMg相的消除

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)研究了一种高合金化Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu(wt%)合金在均匀化过程中难溶相Al₂CuMg的形成以及实现其充分溶解的工艺。结果表明:铸态时,合金中主要的非平衡凝固相为Mg(Zn, Al, Cu)₂相,Zn、Mg、Cu元素偏聚严重。经过470 ℃×40 h一级均匀化后,虽然Mg(Zn, Al, Cu)₂相逐渐回溶至基体中促进了合金中枝晶网络的基本消除,但合金中形成了一种耐高温的有害相Al₂CuMg。进一步采用485 ℃×14 h的高温均匀化工艺实现了合金中耐高温相Al₂CuMg的充分回溶。扩散动力学分析表明,470 ℃×40 h+485 ℃×14 h的双级均匀化工艺足以使合金中的非平衡相回溶至基体中。     

均匀化退火对低Fe/Si 比Al-Mn合金微观组织演变的影响

本文主要研究了双辊轧制的低Fe/Si 比Al-Mn合金在不同均匀化处理过程中的微观组织演变情况。当对合金进行550℃/4h的均匀化处理时,合金表面的晶粒组织从典型的纤维组织转变成粗大的长条状再结晶晶粒组织。合金心部的晶粒组织则随着均匀化温度的升高而趋向于等轴化。当对合金进行450℃/4h和500℃/4h的均匀化处理时,粗大的初生相开始破碎,当均匀化温度升高至550℃时,破碎的初生相发生粗化。在450℃/4h和500℃/4h的均匀化处理条件下,弥散相在均匀化过程中的演变主要受形核和长大机制控制,而在550℃/4h的均匀化条件下,弥散相的粗化和回溶成为主要机制。当对合金进行500℃/4h处理时,大量细小的含Zr弥散相从过饱和固溶体中析出。     

固溶处理对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金组织性能的影响

采用拉伸性能和导电率测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)研究了固溶温度和时间对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金板材微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响。结果表明,试验合金适宜的固溶工艺为470 ℃×60 min,使冷轧态金属间化合物充分固溶。在此工艺下合金时效后的抗拉强度、屈服强度(以R_p0.2计)以及伸长率分别为646 MPa、581 MPa和14.5%。TEM观察发现合金板材固溶时效后晶内强化相η′仅为2~5 nm,并且晶界析出相η呈现断续分布。此外,合金拉伸断面韧窝中大量弥散分布的AlCuCeZn粒子有利于合金塑性的明显提升。     

Ce和Zr复合添加对Al-Cu-Li合金拉伸性能的影响

通过组织分析和常温拉伸性能测试,研究了Ce、Zr复合添加对Al-4. 6Cu-0. 9Li合金组织与拉伸性能的影响。结果表明,微量Ce、Zr复合添加有利于阻止Al-Cu-Li合金再结晶以及较大幅度的细化合金晶粒组织(由70μm至20μm);微量Ce、Zr复合添加虽然不改变Al-Cu-Li合金的时效析出序列,但在提高合金整体强度的同时,进一步提高了合金的塑性。分析表明,合金强度的提高主要归因于微量Ce、Zr复合添加引入的Al_3Zr弥散强化作用,而细化的晶粒和残留相Al Cu Ce Zr粒子尺寸则促进了合金塑性的整体提高。     

含Ce的Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金热稳定性能研究

研究了微量Ce对一种高w(Cu)/w(Li)比的Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金热暴露后显微组织和性能的影响。试验结果表明,在100℃和150℃热暴露条件下,该合金强度没有明显下降,反而稍微上升。这是因为T1相有较强的抗粗化能力;但热暴露温度高于250℃时,析出相明显粗化,合金力学性能显著下降;Ce的添加提高了T1相的抗粗化能力,推迟了该合金在100℃和150℃热暴露后硬度峰值的出现。     

Mechanism of Enhanced Fracture Toughness in a Novel Al-Cu-Li-Ce Alloy

采用室温拉伸和Kahn撕裂测试方法,对一种加入不同含Ce量的新型Al-Cu-Li合金在T6态和T8态峰时效时的力学性能分别进行了测试;同时辅以扫描电镜和透射电镜对其断口形貌和晶界析出相相应的变化规律进行了研究。对所有状态样品的断口扫描照片和晶界析出相情况进行了统计。结果表明:T8态的强度值和UIE值(unit initiation energy)总体高于T6态,中等含Ce量的合金在T8态具有最高的强韧性配合。断口分析中发现:具有韧窝环绕金属间化合物特征的区域所占面积分数的变化趋势与UIE值变化规律一致;晶界分析表明:无析出带宽度的大小、晶界析出相的数密度和有效尺寸的变化决定了样品在不同Ce含量和热处理状态下的断裂阻力和裂纹扩展方式。