碳基钨涂层在退火过程中的组织和结构变化

用真空等离子体喷涂(VPS)技术在C／C复合材料基体上制备了厚度为0．5mm的钨(W)涂层，涂层的表面通过物理气相沉积(PVD)预沉积钨、铼(Re)多层作为碳(C)的扩散势垒。涂层经过1200℃--2000℃的电子束退火，其微观结构和化学构成发生变化。经测量涂层的再结晶温度约为1400℃，再结晶的活性能为63kJ／mol。当退火温度高于1300℃时，涂层表面的多层W、Re结构将由于W、Re和C之间的相互扩散而发生改变，并在1600℃以上退火lh后由于脆性碳化钨在界面的形成而完全失效，碳化钨层的厚度将随着退火漏度的升高和退火时间的延长而迅速增加。     

考虑扩散势作用的多离子扩散模型及影响因素分析

扩散是成岩作用、溶质在沉积物和地下水中运移等过程中的重要机制。实际工程中主要是多离子共存系统,已有研究忽略了离子带电产生的静电效应对扩散进程的影响,使得各离子间的相互作用在扩散模型中未得到体现。基于经典Fick定律,考虑离子间静电效应产生的扩散势作用,借助电中性约束条件,通过推导建立了考虑扩散势作用的多离子扩散模型,采用COMSOL Multiphysics有限元软件对多离子的扩散行为开展了数值模拟,重点分析了扩散势影响因素的作用。结果表明:扩散势对阳离子的扩散具有加速作用,对阴离子的扩散具有阻滞效果。当阴离子扩散系数相同时,扩散势对离子的加速作用随阳离子扩散系数的减小逐渐增强。当溶液中阴、阳离子扩散系数均固定时,扩散势对离子的加速作用随离子价位的增加略有提高。     

两种增强肖特基二级管芯片稳定性的设计方法

首先,介绍了肖特基二极管的基本原理和主要性能;然后,利用扩散势垒和多层金属化结构设计工艺对肖特基二极管进行了改进.结果表明,上述两种工艺能够使得肖特基势垒界面横向结构十分稳定,器件高温反向特性、低温正向特性得到提高,反向耐压与抗浪涌冲击能力大大增强,因而建议大力推广使用.     

不同元素掺杂对氯离子在TiO_2膜扩散的影响研究

通过过渡态计算软件CINEB模拟了不同元素掺杂到金红石型TiO_2膜后,氯离子在TiO_2膜的扩散路径和对扩散势垒的影响。结果表明,TiO_2膜中扩散路径A具有更大的孔洞,钛和氯离子吸附性较弱,使氯离子扩散势垒较小,因此氯离子在路径A中更容易扩散。Al元素掺杂后铝原子失去电子转移到邻近的氧,氯离子和氧离子间存在较强的排斥作用,导致晶体结构畸变,有效阻碍氯离子扩散,提高耐腐蚀性能。Mo元素掺杂后,Mo的3d轨道与Cl的2p轨道有较强的杂化作用,Mo和Cl之间有较强吸附作用,使得氯离子很难脱离,因此提高材料的耐蚀性。Al、Zr、Mo、Nb的扩散势垒较高,对提高钛合金的耐腐蚀性能有显著作用。通过实验验证了Ti-5.5Al-3.0Zr-2.0Sn-0.8Mo-1.5Nb合金的自腐蚀电流最小,耐腐蚀性能最好,与计算结果一致。     

分子动力学模拟Gd原子在Cu低密勒表面的扩散过程

为了分析Gd吸附原子在Cu（001）、Cu（110）和Cu（111）表面的扩散机制，本文用分子动力学对该扩散过程进行模拟。模拟结果表明在Cu（001）和Cu（111）表面，Gd原子通过跳跃机制扩散；在Cu（110）表面，在[110]方向Gd原子通过跳跃机制扩散，而且多步跳跃频率很高，而在[001]方向则通过交换机制扩散。通过对扩散频率的拟合，发现在各种扩散机制都符合Arrhenius公式，从而确定了在Cu（001）和Cu（111）表面扩散势垒分别为0．19eV和0．013eV，在Cu（110）表面，沿[110]方向跳跃扩散势垒和沿[001]方向交换扩散势垒分别为0．097eV和0．33eV。     

氧化物异质外延薄膜生长的计算机模拟

利用Monte Carlo方法分别模拟了在SrTiO3基底上沉积MgO薄膜和在MgO基底上沉积SrTiO3薄膜.模拟中,选取与实验中薄膜生长相近的参数条件,引入了新的参数扩散势垒,得到了在晶格正失配(张应力)和负失配(压应力)下薄膜生长的形貌图以及薄膜粗糙度的变化曲线图,分析了张应力和压应力对薄膜生长形貌的影响.模拟结果与文献报道的外延薄膜生长模式的实验观察结果一致.     

Diffusion barrier performance of nanoscale TaNx thin-film

TaNx nanoscale thin-films and Cu/TaNx multilayer structures were deposited on P-type Si（100） substrates by DC reactive magnetron sputtering. The characteristics of TaNx films and thermal stabilities of Cu/TaNx/Si systems annealed at various temperatures were studied by four-point probe（FPP） sheet resistance measurement, atomic force microscopy（AFM）, scanning electron microscope-energy dispersive spectrum （SEM-EDS）, Alpha-Step IQ Profilers and X-ray diffraction（XRD）, respectively. The results show that the surfaces of deposited TaNx thin-films are smooth. With the increasing of N2 partial pressure, the deposition rate and root-mean-square（RMS） decrease, while the content of N and sheet resistance of the TaNx thin-films increase, and the diffusion barrier properties of TaNx thin-films is improved. TaNi.09 can prevent interdiffusion between Cu and Si effectively after annealing up to 650℃ for 60 s. The failure of TaNx is mainly attributed to the formation of Cu3Si on TaN/Si interface, which results from Cu diffusion along the grain boundaries of polycrystalline TaN.     

Oxidation protection of NiCoCrAIY coatings on γ-TiAl

Abstract: The effect of NiCoCrAlY overlay coatings on the oxidation resistance of γ-TiAl was studied at 900℃ in static air. To hinder the interdiffusion of the elements, the Al/Al2 O3 layer was added between the coating and the alloy. The results show that the TiAl alloy exhibits poor oxidation resistance. NiCoCrAlY coating can not effectively protect the γ-TiAl substrate from high temperature oxidation because of the serious interdiffusion between the coating and the substrates. With Al/Al2O3 diffusion barrier, the NiCoCrAlY coating exhibits excellent oxidation protection on γ-TiAl alloy.     

微波辅助萃取过程中的分子扩散系数

建立了微波萃取虎杖中白藜芦醇过程中的分子扩散势垒模型;结合粘度理论建立了分子扩散系数与活化能之间的关系;利用活化能的概念和微波吸收功率密度表达式得到微波作用下的扩散系数表达式。从表达式可以看出,微波作用下的扩散系数与目标萃取物质的密度、微波频率及萃取温度有关,与未加微波的情况比较扩散系数明显增大。在微波辅助萃取有效成分过程中,若萃取温度较高,应选择频率较高的微波进行萃取,以最大限度提高扩散系数;对可能发生热失控现象的物质进行提取时,萃取温度应选择在临界温度附近,此时扩散系数较大。