单晶SiC的电助光催化抛光及去除机理

为满足电子半导体等领域对SiC超光滑、无损伤和材料高效去除的要求，提出了电助光催化抛光SiC的新方法。研究了光催化剂种类及其pH值对抛光液氧化性和抛光效果的影响，讨论了材料的去除机理。结果表明：以p25型TiO2为光催化剂配制抛光液所获得的最大氧化还原电位为633.11 mV，材料去除率为1.18 μm/h，表面粗糙度Ra=0.218 nm；抛光后SiC表面氧化产物中，Si-C-O、Si-O和Si4C4O4的含量明显增加，SiC表面被氧化并被机械去除是主要的材料去除方式。     

碳化硅复合材料与碳钢钎焊接头的抗剪强度及微观结构

采用磁控溅射镀膜技术对碳/碳化硅复合材料(C/SiC)表面进行镀Ti金属化，以AgCu₂₈为钎料，无氧铜为中间层与碳钢进行钎焊连接. 研究无氧铜中间层、Ti膜厚度和钎焊温度对接头组织形貌和力学性能的影响. 结果表明，采用无氧铜中间层可有效降低接头的残余应力，提高接头强度，并阻挡C/SiC复合材料中的Si元素在钎焊过程中扩散至碳钢侧，防止了碳钢界面FeSi_x恶性反应层的形成. 在试验范围内，钛膜厚度和钎焊温度与接头抗剪强度之间均存在峰值关系. 860 ℃，3 μm Ti膜接头平均抗剪强度最高，达到25.5 MPa. 由剪切试样碳钢侧断口，可观察到大量平行断口方向的碳纤维和碳纤维脱粘坑. 断裂发生在C/SiC复合材料内部距界面约300 μm处. C/SiC界面反应产物以Ti₅Si₃为主，含少量TiC. 钎缝中有TiCuSi相生成.     

SiC MOSFET短路检测与保护研究综述

随着宽禁带半导体器件的发展,SiC MOSFET被广泛应用于工业领域,其短路保护也越来越多地为人们所重视。本文首先对SiC MOSFET的短路类型进行讨论,给出不同短路类型下的主要电路波形;然后本文对近年来SiC MOSFET短路检测与保护方法进行概述,详细介绍去饱和检测法、电感检测法、门极电压检测法以及基于罗氏线圈的短路检测法的原理,归纳总结各种检测方案的优缺点;最后提出一种降栅压短路保护电路,实现了SiC MOSFET在短路情况下的两级快速保护。     

表面预氧化改性SiC对高铝-SiC浇注料性能的影响

为了提高高铝-SiC浇注料的性能,将SiC粉分别在600℃、800℃、1 000℃预氧化,分析其物相组成和显微结构;用预氧化SiC代替原高铝-SiC浇注料中的SiC制样,试样干燥后经1 100℃×3 h热处理,检测有关性能,研究表面预氧化改性SiC对高铝-SiC浇注料性能和显微结构的影响。结果表明:碳化硅经预氧化后改善了表面的亲水性,可增加浇注料的流动性,促进凝结;碳化硅预氧化后改善了与其它物料的亲和性,促进界面的烧结与结合,提高浇注料的力学性能。     

碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究

以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料.经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCw-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料.研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响.通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt％时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4.85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25％,断裂韧性提高了15％;当炭黑含量为20wt％时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高.     

基于正交试验硫酸钙晶须催化合成醋酸丁酯的研究

硫酸钙晶须是以石膏为原料,在人工控制的条件下生长的硫酸钙纤维状晶体,它有着单晶结构。因其近于完整的晶体结构、均匀的横截面、尺寸细小等优点被广泛使用。本文以硫酸钙晶须作为催化剂,将其应用到酯交换反应中,对其性能进行研究。通过正交实验得到,影响酯交换的主要影响因素为酯醇摩尔比,其次是反应温度和晶须添加量。试验方法的最优条件为:酯醇摩尔比为3,晶须添加量为2%,超声波频率为25 kHz,反应时间为6 h,反应温度为110℃,产率可达70%以上。     

新型钻井液用成膜封堵剂CMF的研制及应用

针对渤海辽东湾某油田地层硬脆性泥页岩裂缝发育特点，笔者通过控制反应条件，制备了平均长径比在20～30之间的三水碳酸镁晶须和水合碱式碳酸镁晶片，并在此基础上与常用成膜剂LPF-H复配，研制了一种新型成膜封堵剂CMF，其中LPF-H∶晶须∶晶片的配比为7.0∶1.6∶0.4。室内实验结果表明，成膜封堵剂CMF与钻井液体系具有良好的配伍性，流变性能能够满足携岩屑要求，对不同渗透率砂盘的封堵能力优于常用成膜剂LPF-H。晶须、晶片与LPF-H这三种材料相互协同作用，在井壁形成一层致密、具有一定强度韧性的隔离膜，能有效封堵地层裂隙，稳定井壁，降低钻井液处理剂的损耗。该成膜封堵剂CMF在渤海辽东湾某油田X-1井进行了现场试验，结果表明，加入成膜封堵剂CMF后，钻井液性能满足要求，滤失量和表皮系数均低于采用成膜剂LPF-H的邻井X-2。这说明，成膜封堵剂CMF能够满足该油田钻井过程中储层保护的需要，具有推广应用前景。      

改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料制备与性能研究

以工业活性轻烧氧化镁粉和盐酸为原料,采用水溶液法制备了碱式氯化镁晶须,继而采用硅烷偶联剂对碱式氯化镁晶须进行改性,然后将其与丁苯橡胶混炼得到改性碱式氯化镁晶须/丁苯橡胶复合材料,研究了改性碱式氯化镁晶须对丁苯橡胶力学性能及热学性能的影响。结果表明：采用水溶液法制备得到的碱式氯化镁晶须结构为Mg₂（OH）₃Cl·4H₂O,呈微细纤维状,分布较均匀,长径比大于20;改性碱式氯化镁晶须的加入,可以改善丁苯橡胶的机械强度和阻燃性能。     

晶型及化学成分对SiC粉体氧化性能的影响

研究粒度标号为W2.5和W10、晶型为3C和6H的3C-W2.5、3CW10、6H-W2.5、6H-W10这4种SiC粉体的氧化性能,通过同步热分析仪讨论4种粉体在30~1 400℃时的非等温氧化特性,采用X射线衍射和扫描电子显微镜对氧化前、后粉体的物相和表面性质进行表征。结果表明:起始氧化温度从高到低的SiC粉体依次为3C-W10、6H-W2.5、6H-W10、3CW2.5,与其化学成分中SiO2相对含量由大到小的关系相一致;在相同实验条件下,高温氧化后同一晶型的粉体粒度标号为W2.5的质量变化大于W10的,粒度相同时,3C-SiC的质量变化小于6H-SiC的;加热至1 400℃后,SiC晶体表面有玻璃状SiO2生成。     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。