Nb-Si基超高温合金制备技术及抗氧化硅化物渗层

Nb-Si基超高温合金具有高熔点、适中的密度、良好的高低温力学性能等特征,有潜力应用于1200~1 450℃高温,但其抗氧化性能较差。综述了该合金的成分特点、制备方法、特别是其抗氧化硅化物渗层的制备方法、组织特点及其氧化行为。重点介绍了该合金的整体定向凝固方法及其组织特点。开发了Al,Y,Cr,B,Ce,Zr,Ge等单元以及多元联合改性的NbSi2基硅化物涂层体系,其中多种涂层体系经1250~1350℃恒温氧化100~200 h或1 250℃~室温循环氧化100次后仍对基体合金具有优异的保护能力。其中最具有代表性的是采用Si-Al-Y2O3包埋共渗在Nb-Si基超高温合金表面制备的Y,Al二元联合改性硅化物渗层。Al对渗层氧化行为的改性体现于对氧化膜组织结构的影响,即合适的Al含量可促使在渗层(Nb,X)Si2外层的表面优先生成SiO2,从而形成以SiO2·Al2O3为主的致密氧化膜。     

碳材料表面沉积硅化物的研究

采用化学液相沉积工艺(RCLD),在碳材料表面快速附着一层结合紧密、致密均匀的硅化物涂层,研究了不同直径的预制体表面处理以及电压和电流等对碳材料外部硅化物层结构和性能的影响。结果表明,经王水腐蚀的石墨表面粗糙化,有利于沉积层的生成和附着;预制体的直径为7mm、电压为52V、电流为60A时的抗氧化沉积层具有较好的性能。     

NiuPt1-uSivGe1-v/Si0.72Ge0.28界面形貌的改善

针对锗硅在形成金属锗硅化物时存在部分应力释放、界面形貌特性变差的问题,提出了在Si0.72Ge0.28上分别外延薄硅(Si)覆盖层和锗硅(Si072Ge0.28)缓冲层的工艺方案.实验结果表明,通过两步快速热退火,两个方案的工艺条件都能形成低阻的NiuPt1-uSitGe1-v和改善NivPt1-uSitGe./Si0.72Ge0.28的界面形貌.但相比较而言,在Si0.72Ge0.28上外延10 nm Si覆盖层的方案能够形成更好的NiuPt1-uSivGe1-t/Si0.72Ge0.28界面形貌.与没有改进的方案相比,该方案形成的肖特基接触更具有更低的肖特基接触势垒高度,更易形成欧姆接触.     

Experimental parameters during optical floating zone crystal growth of rare earth silicides

Optical floating zone（FZ） crystal growth involving growth stability and as-grown crystal perfection is affected by experimental conditions and the specific material. Referring to rare earth silicides, high purity of raw rare earth elements and ambient argon atmosphere are crucial to grow high-quality crystals; the maximum zone height is determined by equating the capillary forces of the surface tension; and asymmetric counter rotation of crystal and feed rod with convex（toward the melt） interfaces are favored to reach single crystals. Influences of several other growth parameters were also discussed in detail in this paper.     

中科院成功实现甲烷高效转化生产乙烯等化学品

中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队基于“纳米限域催化”的新概念，创造性构建出硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。     

AISI304不锈钢表面Fe3Si型硅化物渗层制备及其力学性能

采用NaCl∶ KCl∶NaF=2∶2∶1(摩尔比)的中性熔融盐作为载体,Na2SiF6∶ Si=8∶2粉末作为渗硅剂,以SiO2为助渗剂,800℃下渗硅5h可实现在AISI 304不锈钢表面形成厚约600 μm的富含Cr,Ni合金元素的Fe3Si型硅化物渗层.采用万能材料试验机进行了轴向拉伸试验,并对应力-应变曲线进行了分析.结果表明,硅化物渗层为脆性断裂,基体部分为塑性断裂;AISI 304不锈钢渗硅后的名义屈服应力有明显提高.     

Ni/Ti/Si形成硅化物的特性分析

随着MOSFET的特征尺寸进入20nm技术节点,源漏接触电阻成为源漏寄生电阻的主导部分,后栅工艺对硅化物的高温特性提出了更高的要求。分析了Ni/Ti/Si结构在不同温度退火下形成的硅化物的薄膜特性和方块电阻。分别采用J-V和C-V方法,提取硅化物与n-Si(100)接触的势垒高度。Ni/Ti/Si结构形成的镍硅化物在高温下具有良好的薄膜特性,并且可以得到低势垒的肖特基接触。随着退火温度的升高,势垒高度逐渐降低。研究了界面态的影响,在低于650℃的温度下退火,界面态密度随退火温度升高而逐渐增大,高于750℃后,界面电荷极性翻转。     

天然气直接转化研究获重大突破

中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队基于"纳米限域催化"新概念,创造性地构建了硅化物晶格限域的单铁中心催化剂,成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。在二十多年甲烷催化转化研究的基础上,包信和团队将具有高催化活性的单中心低价铁原子通过2个碳原子和1个硅原子镶嵌在氧化硅或碳化硅晶     

掺Pt对Si(100)上形成的NiSi薄膜应力的影响

利用在线应力测试技术表征了掺入Pt后对镍硅化物薄膜应力性质的影响.通过改变NiSi薄膜中Pt含量以及控制热处理的升温、降温速率实时测量了薄膜应力,发现在Si(100)衬底上生长的纯NiSi薄膜和纯PtSi薄膜的室温应力主要是热应力,且分别为775MPa和1.31GPa,而对于Ni1-xPtxSi合金硅化物薄膜,室温应力则随着Pt含量的增加而逐渐增大.应力随温度变化曲线的分析表明,Ni1-xPtxSi合金硅化物薄膜的应力驰豫温度随Pt含量的增加,从440℃(纯NiSi薄膜)升高到620℃(纯PtSi薄膜).应力驰豫温度的变化影响了最终室温时的应力值.