P型GaN和AlGaN外延材料的制备

研究了MOVPE方法外延P型GaN和Al0.13Ga0.87N的生长工艺,包括掺杂剂量和热退火条件,对材料电学性质的影响,得到了优良的P型材料,并研制了InGaN/AlGaN双异质结蓝发光二极管。     

InGaN/GaN单量子阱绿光发光二极管

采用金属有机物气相外延方法,研制了InGaN/GaN单量子阱结构的绿光发光二极管.测量了其电致发光光谱,及发光强度与注入电流的关系.室温20mA的注入电流时,发光波长峰值为530nm,半高宽为30nm.注入电流小于40mA时,发光强度随注入电流单调递增.     

基于第一性原理的氧化银纳米薄膜光学性质的研究北大核心CSCD

采用密度泛函理论构建了氧化银表面结构,并分析了薄膜厚度对结构稳定性及光学性质的影响规律,得出了氧化银(100)、(110)和(111)纳米薄膜的折射率、介电函数。研究表明,纳米薄膜的折射率、介电函数在可见光波段均低于块体,对(100)和(110)面来说,随着薄膜厚度的增加,其折射率、介电函数实部逐渐增加并接近于块体。而对于消光系数来讲,这三个表面构成的纳米薄膜均低于块体,尤其(111)面的吸收相对于另外两个面来说更小,其中21层和24层相对更小。因此可以得出结论:由氧化银纳米薄膜构建的光存储和磁光存储纳米薄膜器件,具有更高的透过率。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

Ca、Sr和Ba掺杂Mg_2Si弹性性能和电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理平面波赝势方法研究了合金元素X(X=Ca、Sr、Ba)掺杂Mg2Si的占位情况:(1)取代Mg原子位置;(2)取代Si原子位置;(3)间隙固溶到Mg2Si晶胞中。分析合金系Mg7Si4X,Mg8Si3X,Mg8Si4X的形成热和结合能可知,Mg7Si4X的形成热和结合能均为负值,且最小。表明Mg7Si4X更容易形成稳定化合物,具有较强的合金化能力,且Ca,Sr,Ba掺杂Mg2Si时有优先占据Mg原子的倾向。研究Mg7Si4X的弹性模量和电子结构发现:Mg7Si4Ca、Mg7Si4Sr为脆性相;Mg7Si4Ba为延性相,塑性最好;掺杂Ca,Sr,Ba使Mg2Si逐渐由脆性向韧性转变。Ca,Sr,Ba的掺入均使Mg2Si的电子态密度发生偏移,费米能级处的电荷密度增加,导电性增强,共价键作用减弱,合金系结构稳定性减弱。     

Al含量对Fe-22Cr-25Ni含铝奥氏体耐热钢高温抗氧化性能的影响

以HR3C合金成分为基础,通过调控Cr、Ni含量和添加1.5%,2.5%和3.5% (质量分数) 的Al制备了Fe-22Cr-25Ni型含铝奥氏体耐热钢,并研究了合金的高温抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD对含铝奥氏体钢700、800和900 ℃氧化后的氧化膜组成、结构进行了表征。结果表明：22Cr-25Ni-2.5Al和22Cr-25Ni-3.5Al含铝奥氏体耐热钢在700和800 ℃下具有优异的抗高温氧化性能。氧化后表层形成了连续致密的Al₂O₃保护膜,提高了其高温抗氧化性能。3种耐热钢经900 ℃氧化时形成外层为Cr₂O₃和MnCr₂O₄的复合氧化层,且氧化层下存在Al₂O₃内氧化物和AlN析出相,不能对基体起到有效保护作用。     

Al-Mg合金中层错和孪晶形变能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了纯金属Al和Al Mg合金在(111)[112]滑移系的层错能和孪晶形变能,分析了Mg含量、占位对层错能和孪晶形变能的影响.计算选用了局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA PW91)2种近似方法,发现GGA PW91所获得的层错能与实验结果符合较好,研究结果表明,纯Al的层错能高于孪晶形变能,随着孪晶层厚度的增加孪晶形变能略有提高,6层呈完全镜面对称孪晶有的孪晶形变能最低:Mg含量增加使Al-Mg合金的层错能、变形孪晶形变能明湿降低;Mg在Al-Mg合金中占位对结合能和形成热的影响很小,当Mg处于层错层时略使层错能和孪晶形变能提高.     

V掺杂Ni3Al点缺陷结构及合金化效应的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究了V掺杂Ni3Al合金的电子结构和点缺陷结构.通过计算与实验结果对比选择了适合Ni3Al合金计算的近似方法,计算了含有各个缺陷的晶胞的晶格常数,形成热和结合能,点缺陷的形成能和平衡浓度,态密度和电荷密度.计算结果表明:Ni3Al合金中反位缺陷较空位缺陷易形成,NiAl是Ni3Al合金中最主要的反位缺陷,Al位最易形成缺陷,在1400 K时,空位缺陷的浓度远远低于反位缺陷的浓度.V加入Ni3Al合金体系中能提高合金的稳定性.     

2507双相不锈钢高温氧化行为

通过高温氧化试验(1200℃,保温5 min,氧化气氛A和B)模拟了2507双相不锈钢热轧初期的氧化过程,并应用扫描电子显微镜( SEM)、辉光放电光谱仪(GDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段,分析了不同气氛下氧化膜的组成和结构以及初期氧化特性.结果表明:氧化膜主要由Fe3O4、Cr2O3和尖晶石型(FeCr2O4、MnCr2O4等)等复合氧化物组成;气氛中氧含量的变化可改变氧化膜中氧化物结构、组成,铁素体优先于奥氏体氧化.     

超级奥氏体不锈钢254SMo的高温析出相研究

采用金相显微镜、扫描电镜及显微硬度计等检测技术,研究了固溶时效处理及夹杂物对超级奥氏体不锈钢254SMo高温析出相的影响.结果表明:超级奥氏体不锈钢254SMo在固溶处理1250℃×30 min后,其组织为单一奥氏体.高温析出相基本溶解;当时效温度为950℃,随着时效时间的延长,高温析出相的数量逐渐增加;当时效时间为5h,随着时效温度的升高,高温析出相的数量越来越少;夹杂物的存在可作为析出相形核核心,促进析出相的析出;高温析出相为σ相,形貌多以条状和胞状分布为主,主要为富Cr、Mo和低Ni化合物,其硬度高于基体,属于硬质相,这种硬质相的形成会降低超级奥氏体不锈钢254SMo的热加工性.