单晶硅材料机械性能研究及进展

本文综述了硅材料的机械性能研究进展和相应的研究方法，利用高温拉伸、抗弯测试和显微压痕测试等研究手段，指出硅材料表面状况、位错和杂质是其机械性能的主要影响因素。表面损伤将降低硅单晶的拉伸屈服强度和抗弯强度；而位错的产生和滑移也可降低单晶的机械性能，但杂质对位错的钉扎将起到强化单晶机械性能的作用。     

基于原位纳米力学测试系统的单晶硅微观机械性能实验

在纳米硬度计上对单晶硅进行了微压痕测试实验,以对单晶硅的微观力学性能有所认识。微压痕测试表明:单晶硅的弹性模量在压入载荷小于2400μN的范围内随载荷变化而波动变化;而在压入载荷大于2400μN后保持相对的稳定值(约为214GPa);单晶硅的表面硬度在压入载荷小于1000μN的范围内随载荷变化而线性增大,而后突然降低并保持相对的稳定值(13.5GPa~15GPa);单晶硅在纳米压入过程中,材料的破坏形式为脆性破裂,并且随压入载荷的增大而在压痕边沿产生堆积,堆积程度亦逐渐增大。     

单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀研究

对单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀后的表面形貌及元素分布测试,研究不同碳素热场材料的硅化腐蚀性能。结果表明石墨内部延伸至表面的开气孔给熔融硅提供侵蚀扩散的通道,加速石墨硅化破坏。硅化程度受C/C复合材料内部纤维排布方向的影响,沿纤维排布方向液硅扩散速率较快,垂直于纤维排布液硅的扩散速率较小。随硅化时间延长,C/C复合材料力学性能呈下降趋势。石墨材料的力学性能最初有所提高,之后随着时间而下降。     

切割单晶硅表面损伤的研究

利用台阶仪，扫描电镜和Ｘ射线双晶衍射仪，研究了线切割硅片和内圆切割硅片的表面切割损伤和损伤层厚度。实验指出线切割硅片表面粗糙度大，外表面损伤大，但损伤层的工要小于圆切割硅片。     

薄膜SIMOX顶层单晶硅位错的研究

通过超声搅拌的增强化学腐蚀，结合普通的光学显微镜研究不同制备参数的形成的ＳＩＭＯＸ材料顶层单晶硅的位错缺陷，讨论了位错密度同ＳＩＭＯＸ制备工艺的关系。     

单晶硅的电化学钝化

常温下,用电化学氧化法在单晶硅表面形成 SiO_2钝化膜,钝化液可为有机溶液或纯水,控制电压能调节钝化膜厚度。测试并比较了钝化膜的基本性能。     

合成材料的低温机械性能

发展新技术必须研究和处用强度高和比重轻的新型结构材料。为满足对这些材料提出的要求，势必要解决这样一个极为复杂的问题．即如何得到材料最佳的又常常是互相排斥的各种性能。其中包括在提高强度和刚度的同时．还必须力求使许多强度参数较比重有更大的提高，航空和宇航技术使用的材料尤其是如此。理论和实验研究表明，     

单晶硅镜面超光滑表面工艺技术研究

用古典的沥青盘抛光技术,通过对超光滑抛光时所使用磨料的选取、沥青抛光盘的软硬和 厚度的合理应用、抛光温度的控制等工艺参数的优化,以f220mm内的单晶硅进行了超光滑表面抛光工艺试验。试验结果,单晶硅表面粗糙度RMS值达0.37nm,平面面形误差PV小于l/15,且加工工艺技术稳定可靠。     

一种测量材料表层机械性能的新装置

随着现代科学技术的发展,人们正越来越关注材料的耐高温、耐腐蚀、耐辐射和防磁性以及特殊工况下的摩擦学性能。除了对材料组织结构本身研究外,也致力于材料表层的研究。显然,测量技术在这种研究中至关重要。     

硅基单结太阳能电池的制备技术、缺陷及其性能的研究

首先综述了硅基单结太阳能电池的分类、制备方法及进展,介绍了化学气相沉积法、液相外延法(LPPE)、金属诱导结晶法(MIC)、磁控溅射法以及分子束外延法等各种硅基太阳能电池的制备方法,阐述了各种制备工艺的优缺点。其次,总结了单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池在组织结构、缺陷方面的研究现状。最后,对硅基太阳能电池的机械、电学、光学以及光电性能等方面的研究进展做了论述。     

维氏压痕对常压固相烧结碳化硅陶瓷材料力学性能的影响

为了研究维氏压痕裂纹对常压固相烧结碳化硅陶瓷(SSiC)材料力学性能的影响, 通过扫描电镜观察了0.1~100 N的压痕载荷下产生的表面裂纹及裂纹剖面的状况, 并测试了相应载荷下的力学性质, 探讨了压痕法测量SSiC材料硬度、韧性等力学性质的适当压力载荷. 结果表明, SSiC材料压痕裂纹起始的临界压力载荷介于0.1~0.2 N; 当压痕载荷小于0.5 N时, 裂纹尺寸小于5 μm, SSiC材料的平均弯曲强度受影响程度较小. 此外, 当压痕载荷为10 N以上时, 压痕法测得的维氏硬度值趋近定值, 且所得到的裂纹是半圆形裂纹, 因此, 10 N为采用压痕法准确测量SSiC材料硬度及韧性的最低压痕载荷值.     

无压烧结氮化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以MgO-Al₂O₃-SiO₂为烧结助剂,借助XRD、SEM、TEM、EDS、HRTEM等手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重探讨了材料制备工艺、力学性能和显微结构之间的关系,通过调整制备工艺改善材料微观结构以提高材料的力学性能.强化球磨混合的试样经1780℃无压烧结3h后,抗折强度高达1.06GPa,洛氏硬度92,显微硬度14.2GPa,断裂韧性6.6MPa·m^0.5.材料由长柱状β-Si₃N₄晶粒组成,晶粒具有较大的长径比,长柱晶的近圆晶粒尺寸0.3-0.8μm,长度3-6μm,长径比约7-10,显微结构均匀.     

硅半导体太阳能电池进展

太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的装置,也是有效利用太阳能最佳途径之一。作为一种绿色能源,尤其是在核电安全问题面临挑战的今天,太阳能电池被认为是解决能源衰竭和环境污染等一系列重大问题的最佳选择。目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能。当前研究最多同时在生产应用的最广泛的当数硅太阳能电池(如单晶硅、多晶硅、非晶硅等)。通过对各类硅太阳能电池的性能、工艺、转化效率以及制备方法等方面作比较并讨论了它们各自性能的优劣,最后结合当前国内外工业化生产状况,对硅太阳能电池研究现状和各自的最新进展作了比较详细的综述,并简要讨论了硅太阳能电池研究和生产上的前景及趋势。     

太阳能硅薄膜电池的研究进展

阐述了太阳能电池发电原理和硅系太阳能薄膜电池（单晶硅、多晶硅和非晶硅）的结构、基本原理和特点。介绍了硅系太阳能薄膜电池的发展现状,同时对其优缺点进行了比较,并分析了硅系太阳能薄膜电池的发展前景。     

反应烧结微米级SiC陶瓷材料的结构与力学性能

选用粒径为7μm的SiC粉体,采用反应烧结工艺制备致密的SiC陶瓷材料,研究了反应烧结SiC陶瓷材料的物相组成、显微组织结构与力学性能及其断口形貌。结果表明:通过优化制备工艺,SiC陶瓷素坯中的SiC颗粒和纳米炭黑粉体分布均匀,且具有三维联通的孔隙结构,有良好的硅熔渗性能。反应烧结SiC陶瓷材料中的SiC含量高,游离硅含量少,密度可达3.01g.cm-3,抗弯强度达到410MPa,洛氏硬度达到95HRA,综合性能达到陶瓷机械密封件的技术要求。     

微量含Si杂质对W－7Ni－3Fe高比重合金性能的影响

研究了掺杂到原料钨粉中的微量含Ｓｉ杂质（ＳｉＯ２０和Ｎａ２ＳｉＯ３）对Ｗ－７Ｎｉ－３Ｆｅ高比重合金力学性能的影响。结果表明，原料钨粉中的微量含Ｓｉ杂质（掺杂量＜０．０１％）可使合金的抗拉强度，延伸率及冲击韧性有所提高。通过对合金试样断口形貌的扫描电镜（ＳＥＭ）观察及时试样断口表面的Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析发现，在未掺杂试样的断口表面存在少量的薄膜状ＷＯ２，掺杂微量含Ｓｉ杂质可以消除ＷＯ２薄膜。     

硅质海绵骨针的结构及力学性能

研究了我国渤海海域发现的一种硅质海绵骨针的结构和力学性能.结果表明, 这种海绵骨针具有复杂的四级结构: 第一级是纳米硅球; 第二级是二氧化硅层内的亚层结构, 第三级是单层二氧化硅层; 第四级是二氧化硅－有机基质复合的同心圆结构. 这种骨针的弯曲强度为394.34GPa, 弯曲模量随生长环带由中心向外逐渐增大; 截面硬度为2.933GPa, 截面杨氏模量为33.308GPa.     

块体纳米金属材料力学性能研究进展

简要评述了提高块体纳米金属材料的力学性能的最新研究进展,包括强度、弹性、延展性、应变强化、应变速率敏感性、蠕变、疲劳和摩擦磨损性能;总结了优化其综合力学性能的研究结果;分析了其变形机理,并探讨了纳米金属材料力学性能研究的发展趋势.     

蜂窝纸板力学特性研究进展

蜂窝纸板力学性能的研究主要集中在结构因素、静态力学模型的构建、温湿度和压缩应变率效应、有限元分析等方面。通过对以上各方面的研究现状进行分析发现,目前还没有能表征蜂窝纸板在实际物流环境中随温湿度变化和应变率变化的力学性能方法,缺乏合适的蜂窝纸板动态力学性能测试的方法和标准。因此,构建基于温湿度效应和应变率效应的蜂窝纸板能量吸收模型,研究适用于研究蜂窝纸板和其他多孔包装材料的动态压缩试验方法,并将其应用于蜂窝纸板包装优化设计之中是下一步研究的关键。