碳化硅纳米晶须的制备及热稳定性研究

以石墨粉和硅粉为原料,在1 550℃下,采用碳热还原法制得碳化硅纳米晶须.X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜( FE-SEM)表明,产物主要由3C-SiC纳米晶须和颗粒组成,晶须直径为100～150 nm,长度为5～15μm.在空气气氛中的热重分析(TGA)实验显示,温度高于400℃时,产物质量逐渐增加,温度至800℃时质量增加了约1％,增重现象为SiC纳米晶须的氧化所致.产物经1 100℃氧化后的XRD表明,SiC被部分氧化生成了无定形二氧化硅.空气气氛中,产物在700、900、1 100℃的热稳定性实验表明,在l 100℃时,SiC纳米晶须形貌发生了较大变化,其表面出现熔融并粘连在一起.高温下的氧化反应是导致晶须形貌变化的主要原因.     

不同规格的SiC晶须的生长工艺及机理

本研究采用固相合成法,利用稻壳作原料,在前期工作的基础上,通过改变反应气氛和催化剂的用量生长出了三种规格(直径分别为:0.2—0.8μm,0.5—1.5μm,3—5μm)的SiC晶须,并且晶须直径均匀,表面光滑,分析了有、无氢气参与反应的两种机理,提出了改变工艺条件对晶须生长过程中横向增厚的控制作用。     

SiC晶须／颗粒增韧金属陶瓷切削刀具的研究

在TN30金属陶瓷切削刀片中添加SiC晶须／颗粒，采用真空烧结法制备出新型TN30W金属陶瓷复合材料刀具。研究烧结温度对TN30W刀具力学性能的影响，探讨SiC晶须／颗粒的增韧机理。结果表明：TN30W切削刀具在1450℃烧结时，能获得最佳的综合力学性能，特别是抗弯强度和断裂韧性得到明显提高。     

SiC晶须/颗粒增韧金属陶瓷切削刀具的研究

在TN30金属陶瓷切削刀片中添加SiC晶须/颗粒,采用真空烧结法制备出新型TN30W金属陶瓷复合材料刀具。研究烧结温度对TN30W刀具力学性能的影响,探讨SiC晶须/颗粒的增韧机理。结果表明:TN30W切削刀具在1 450℃烧结时,能获得最佳的综合力学性能,特别是抗弯强度和断裂韧性得到明显提高。     

液相接触法生成TiAl3晶须的机理分析

在分析液相接触反应生成ＴｉＢ２颗粒机制时,发现反应块表面存在一些ＴｉＡｌ３＾８昌须。本文用ＳＥＭ分析了反应温度对ＴｉＡｌ３晶须形貌的影响,讨论了ＴｉＡｌ３晶须的生长机理结果表明：ＴｉＡｌ３晶须的长径比随反应温度升高而减少;ＴｉＡｌ３的晶须的生长机理为ＶＬＳ机制,但在晶须生长过程中触媒液滴里的Ｔｉ参与了反应,这与一般的晶须生长ＶＬＳ机理有所不同。     

Al掺杂四针状纳米ZnO生长机制分析

采用热物理法制备不同量Al掺杂的ZnO纳米材料,利用XRD分析掺杂前后试样的物相结构,并通过TEM鉴定粉体中的四针状纳米氧化锌（T-ZnO）结构。结果表明,Al掺杂纳米T-ZnO晶须的结晶过程是气液固（VLS）方式,晶须生长具有择优取向。透射电镜高分辨图像揭示凝固过程中晶须沿[0001]轴向生长,随着时间的延长,Zn原子首先形成核心部分并向外在晶须表面呈台阶状生长,从Al液中带走部分Al原子,进而促成纳米晶须的不断伸长且直径变大。     

模板诱导/水热法制备α-氧化铝晶须及其表征

以硫酸铝为前驱体,采用模板诱导/水热法成功地制备了薄水铝石晶须,在1 200 ℃的温度下煅烧制得了α-Al2O3晶须;通过TG/DTA、SEM和XRD对所制备的产物进行了表征,讨论了薄水铝石晶须的生长机理,由AFM表征证明薄水铝石晶须的生长过程是螺旋位错生长.     

微波加热合成棒状氧化锌晶须的研究

以微米氧化锌为原料，采用微波加热法直接加热，制备出2种不同形貌的氧化锌晶须。SEM照片显示一种是多针状晶须，另一种为柱状晶须X射线衍射结果表明，掺入了碳氢化合物的反应产物的晶须属六方纤锌矿结构、结果表明碳氢化合物粉末和纳米氧化锌粉末2种掺入物对晶须形貌的影响很大     

模板诱导／水热法制备α-氧化铝晶须及其表征

以硫酸铝为前驱体，采用模板诱导／水热法成功地制备了薄水铝石晶须，在1200℃的温度下煅烧制得了α-Al2O3晶须；通过TG／DTA、SEM和XRD对所制备的产物进行了表征，讨论了薄水铝石晶须的生长机理，由AFM表征证明薄水铝石晶须的生长过程是螺旋位错生长．     

以TiB2作为硼源制备硼酸铝晶须的合成机理

以TiB2作为硼源制备了硼酸铝晶须，对反应过程中的相转变以及晶须的生长机理进行了分析。结果表明，（NH4）2SO4分解释放活性[O]使TiB2氧化生成B2O3，为硼酸铝晶须的生长提供硼源。砧／B的配比对晶须的形态影响较大。在晶须的生长过程中，过量的液态B2O3作为一个载体可以把Al2O3输运到晶核的附近促进晶须的生长。     

金属硅化物熔体中不同形貌SiC晶体的生长

以过渡族金属硅化物为溶剂，采用自发熔渗法和溶液法来研究不同形貌SiC晶体在金属硅化物熔体中的生长情况.利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、体视显微镜等对熔渗试样和采用溶液法生长的单晶和晶须的形貌结构进行了观察和表征，利用X射线衍射仪（XRD）对采用溶液法生长的晶体和晶须进行了相组成和晶型的表征，并讨论了SiC晶须和SiC单晶的生长机理.结果表明，Fe5Si3、CoSi、Co4.5CrSi4.5、Ti2.3Si7.7等熔体适合生长SiC单晶，FeSi、FeSi2等熔体适合生长SiC晶须，而当Fe3Si熔体渗入SiC预制件后，仅有石墨相析出.     

SiC晶须－氮化铝分散工艺的研究

本文探讨了用于补强陶瓷基复合材料的ＳｉＣ晶须和氮化铝的分散工艺，研究结果表明：ＳｉＣ晶须采用乙酰丙酮预处理有助于分散，表面活性剂的加入对ＳｉＣ晶须有良好的分散作用，分散剂的粘度、酸度均对分散作用有较大的影响。     

SiC抗辐照特性的分析

用半导体抗辐照的机理说明了ＳｉＣ材料具有良好的抗辐照特性,实验数据的对比表明,ＳｉＣ在器件发光二极管（ＬＥＤ）,结型场效应晶体管（ＪＦＥＴ）和金属氧化物半导体场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）上对辐照影响不敏感。从原理上预测了ＳｉＣ集成电路的单粒子反转（ＳＥＵ）截面,结果说明ＳｉＣ集成电路具有好的抗ＳＥＵ能力。     

Synthesis and characteristics of SiC whiskers with “rosary bead” morphology

SiC whiskers with ″rosary bead″ morphology were synthesized using suitable silicon source and carbon source through solid reaction at the temperature above 1537 K. The diameter and length of the SiC whiskers were about 0.1-1.0 μm and 20-100 μm,respectively. The largest diameter of their enlarged ends of the whiskers was about 0.2-1.0 μm, and it gradually and smoothly decreased to the size of the plain part of the whiskers. The results of X-ray diffraction analysis show that the crystalline structure of the obtained SiC whiskers is β-SiC. It is considered that the SiC whiskers grow via a vapor-solid mechanism.     

SiC WHISKER-TOUGHENED ALUMINIUM NITRIDE CERAMICS

Aluminium nitride ceramics containing 15-30 w/o of SiC whiskers can be sintered tofull density(by hot pressing at 1800℃)using2-3 w/o of Y_2O_3,additions.The whiskersincrease the toughness and strength of thecomposite,K_(10) increasing from 2.8 to about5.0 and flexural strength increasing by 30-50%.However,the whiskers must be welldispersed and if the dispersion is notsatisfactory,toughness may increase but thestrength decreases.The hot-pressingtemperature can be reduced by up to 100℃ ifY(NO_3)_3 .5H_20 is used as the sinteringadditive instead of Y_2O_3,but some oxidation ofthe AIN occurs during heating.Isopropan-2-01 is a better dispersing agent thancyclohexane,but again some oxidation of theAIN does occur.The best sample prepared during this work contained 20 w/o of SiC whiskers and 2 w/oY_2O_3 added as Y(NO_3)_3. 5H_2O and mixed inisopropanol.This exhibited a mean strength of453MPa(maximum 522MPa,measured bydisc flexure)and a fracture toughness of5.5MPam~(1/2).     

Electron Spectroscopy Studies on SiC Films before and after Hydrogen Ion Irradiation

1Introduction Theinteractionbetweenenergetichydrogenandlow Zmaterials,suchasSiC,hasbeenstudiedinseveral groupsbecausecarbidesoflowZelementsareusedfor plasmafacingcomponentsasfirstwallmaterialsin Tokamak[1,2].Hence,itisofinteresttounderstandthe effectsofHp…     

SiC薄膜生长过程中的偏压作用

采用分步偏压溅射法,在Si(100)衬底上制备了高质量的SiC薄膜. 傅里叶红外(FTIR)光谱测试表明,分步偏压法不仅有利于提高SiC薄膜的生长速率,同时也有利于SiC薄膜的成核生长. 通过原子力显微镜(AFM)观察到,单一偏压法制备的样品表面有许多的凹坑,而分步偏压法制备的样品表面则没有出现明显的凹坑. 因此,采用分步偏压溅射法不仅可以提高薄膜的生长速率,同时也可以减小对薄膜的离子刻蚀作用,改善薄膜的质量.     

Thermal-induced transformation of wetting behaviors on laser-textured SiC surfaces

Thermal-induced transformation of wetting behaviors on laser-textured silicon carbide(SiC) surfaces was discussed in this work. To investigate the transformation, a quenching experiment was conducted and an X-ray diffractometer was used to measure the residual stress. The experimental results demonstrate that the significantly enhanced hydrophilicity was induced by the increasing thermal residual stress of SiC materials after the aqueous quenching. It was found that the decrease in the contact angle increased with the increasing quenching temperature. Quenching at 350°C led to the change of contact angle from 89.28° to 70.88° for the smooth surface, while from 72.25° to 33.75° for the laser-textured surface with depth 8 μm. Further, the surface hydrophobicity was enhanced by the release of thermal residual stress after quenching, thereby leading to an increase in the contact angle over time. The transformation of wetting behaviors on laser textured SiC surfaces can be achieved mutually by the aqueous quenching method.     

Environmental Effects on Microstructural Stability of SiC/SiC Composites

LowZmaterialshavemanyadvantagesinnuclearenvirOInnellts,suchaslessProductionofradioactivewastesduetosubstantiallylowactivation,andhigherconVergentefficiencyduetothecapabilityofhightemp~OPeration.HopkinhasdiscussedSiC-basedmaterialsforfhaionreactorsfor...     

钒补偿度对SiC光导开关特性影响的研究

利用半导体器件仿真软件研究了钒掺杂半绝缘碳化硅(SiC)光导开关(PCSS)在电容放电电路中的瞬态特性。在非故意掺杂氮浓度为1×1014 cm-3、硼浓度为1×1011 cm-3和电容初始电压为1000 V的条件下,当钒浓度为1×1012 cm-3时,电路在初始阶段有一个完整的振荡脉冲电流,随后存在较大的泄露电流,当光导开关受到波长为532 nm、功率为2400 W/cm2激光的激发时,电容放电形成幅值约为88 A的陡峭脉冲电流,激光结束后电路还有较大的拖尾电流。随着钒浓度增加到1×1014 cm-3,初始阶段的振荡电流消失,漏电流和拖尾电流均减小,受到激光激发时所形成的脉冲电流幅值约为8 A,而钒浓度增加到1×1017 cm-3时,幅值减小到2.5 A。