β-Ga_2O_3单晶腐蚀坑形貌研究

详细介绍了(100)、(010)和(■01)三种不同晶面的β-Ga_2O_3单晶腐蚀坑形貌状态及不同形貌的演变过程。所用β-Ga_2O_3单晶样品均为导模法(EFG)制备,且经过研磨、化学机械抛光(CMP),表面质量良好。以质量分数为85%的分析纯H_3PO_4溶液为腐蚀液,腐蚀时间为1.5 h,腐蚀温度为90℃时,(100)、(010)和(■01)晶面腐蚀坑密度分别约为6.9×10~(4 )cm~(-2)、2.3×10~(4 )cm~(-2)和7.7×10~(4 )cm~(-2)。通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察,结果表明(100)面腐蚀坑形状为非对称六边形,(010)面腐蚀坑形貌为菱形,(■01)面腐蚀坑形貌为倾斜的五边形,并确定了(100)面、(010)面、(■01)面的最终腐蚀坑状态,腐蚀坑的不同形状可能与不同晶向β-Ga_2O_3表面状态的耐化学腐蚀差异有关。     

体心立方Fe中微裂纹与间隙型位错环相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,在原子尺度详细研究了bcc结构Fe中间隙型位错环与微裂纹之间的相互作用过程。模拟结果表明,二者之间的相对距离、裂纹开裂斜率、位错环尺寸以及是否存在自由表面,都对二者的相互作用过程及最终形成的微观结构具有重要的影响。在不同条件下,辐照形成的间隙型位错环与微裂纹的相互作用会形成复杂的辐照缺陷结构、位错环被微裂纹吸收,或者造成裂纹尖端凹凸不平,这些均会对微裂纹的开裂及扩展产生影响,研究结果为理解辐照过程提供一种可能的解释。     

贯穿位错对铝镓氮/氮化镓光学及电子器件性能的影响

氮化镓薄膜在蓝宝石、碳化硅和单晶硅等衬底上的异质生长会不可避免的产生高密度的(贯穿)位错(high-density threading dislocation)。本文首先介绍常见的刃型和螺型位错及其表征手段,随之结合国际上的学术研究案例,展开讨论了位错对于氮化镓基器件(如LED和HEMT)的光学性能(非辐射复合)以及电学性能(电荷散射及陷阱能级)的影响机制。     

加Sn对AgInCd压缩蠕变行为影响

采用现有RDL-50型拉伸蠕变试验机,改装部分试验装置后研究Ag In Cd合金加Sn前后在300~400℃温度及12~30 MPa应力范围内的压缩蠕变行为。根据试验结果详细分析稳态速率与温度、应力的关系,计算应力指数n和蠕变激活能Qa;并根据透射电子显微镜结果探讨合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。加Sn后,Ag In Cd对应力敏感性更大,且在任一应力下激活能更高,其抗蠕变性能较好。根据计算,300、350、400℃条件下,加Sn与不加Sn合金的蠕变应力指数n分别为9.41、8.07、9.48和3.31、4.10、5.77;12、18、24 MPa条件下,加Sn与不加Sn合金的蠕变激活能Qa分别为147.9、126.9、149.9 k J/mol和68.1、103.7、131.6 k J/mol。微观形貌以层错为主,300℃的主要蠕变机制为孪生,400℃的主要蠕变机制为位错攀移生成位错墙。     

基于应变率影响的纳晶材料本构模型

建立了一种包含规则的晶内相和塑性软化晶界位错堆积区相的双相混合模型来研究应变率对纳米晶材料力学性能的影响。根据相混合模型,建立了一种全新的以位错密度演化机制和应变梯度理论为基础的应力-应变本构关系。将本构模型计算结果与实验结果对比发现,两者符合得很好,但数值模拟表现出应变硬化行为。计算发现,由于位错线长度的降低,纳晶材料的应变率敏感系数远远高于粗晶材料。     

双模晶体相场研究六方四方相变过程晶界和位错演化

对于晶粒，晶界，应力和位错的交互作用的深入理解有助于优化材料组织和提升材料性能。本文采用双模晶体相场法研究六方相向正方相的转变。分别针对倾侧角为0°，15°，30°，和 45°，晶粒取向差为6°的六方相体系做了系统研究。六方晶粒长大、溶合、并形成共格晶界，位错组沿六方晶界均匀分布，并有两种取向。正方相在位错组处形核，并且其取向取决于位错组取向。每一种倾侧角的体系种均形成两个取向正方相的变体。针对倾侧角为0 °，15°，30°，和 45°的六方相体系生成的四方相相变体之间的取向差分别为30°, 30°, 10°, 和5°。不同取向的正方相晶粒长大熟化的方式有差异，位于有利取向的晶粒将会优先生长占据主导地位。以共格晶界形式长大的晶粒，晶界处有位错组生成以松弛晶粒长大的应力集中。     

晶体取向对单晶铝磁致塑性的影响

在静磁场中对单晶铝进行了沿100、110和111晶向的拉伸试验,目的是揭示晶体取向对其磁致塑性的影响。结果表明:与无磁场拉伸试验相比,在磁场中拉伸的单晶铝断后伸长率增加,且晶体取向影响其增幅。磁场的作用机制为:增加滑移带数量,使位错在更多的滑移面上运动,降低位错的塞积程度和减弱位错间的交互作用,这有利于晶体更充分地变形。此外,沿不同晶向拉伸的试样中位错林密度不同,从而阻碍了可动位错的运动,导致磁致塑性的差异。静磁场能改变弱顺磁性障碍与位错构成的钉扎中心的电子自旋状态,降低位错势垒,使位错更易运动。     

15-15Ti奥氏体不锈钢的蠕变性能

在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳态蠕变阶段的时间占整个蠕变的90%以上;随着应力的降低,稳态蠕变阶段越来越明显,蠕变寿命延长,蠕变伸长率减小;15-15Ti不锈钢在600,650,700℃下的应力指数分别为14.3,8.2,4.9,蠕变变形机理为位错蠕变;15-15Ti不锈钢的短时蠕变断裂性质为穿晶断裂,长时蠕变断裂性质为沿晶断裂,穿晶断裂呈现韧性断裂特征,沿晶断裂呈现明显的晶界空洞损伤机制。     

10CrNi8MoV钢的拉伸塑性应变物理本构模型

研究了10CrNi8MoV钢不同温度和应变速率下的拉伸应力-应变曲线。根据位错动力学将流变应力分解为热激活应力和非热激活应力,忽略粘拽阻力的影响。通过对塑性变形过程的分析,在Kocks热激活方程中引入位错间距演化函数,并用线性强化模型描述非热激活应力的变化,建立了10CrNi8MoV钢的物理本构模型。该模型对10CrNi8MoV钢在低应变速率和较宽的温度范围内的塑性变形行为有较好的描述结果。      

GaAs窗口晶体位错分布及其对红外透射的影响

LEC法生长的轻掺铬高阻GaAs 晶体熔融KOH腐蚀坑SEM观察结果表明,轻掺Cr-GaAs晶体位错的径向分布呈“W”型。这是由于GaAs单晶生长过程中,晶体中的热弹应力的“W”分布和位错大量增殖时所需的临界应力共同作用的结果。红外透射测量结果表明:当位错密度不太高时,位错引入的电子态的体密度低,位错的径向分布对红外透过率的影响很小;当位错密度很高时,其对红外透过率的影响不可忽视。