燃烧化学沉积纳米α-Al2O3薄膜的相变动力学试验研究

根据燃烧化学沉积法的相变动力学特点,以反应物密度的变化为相变动力学变量,建立了燃烧化学沉积法的相变动力学模型,按照完全燃烧、雾化剂不过量和雾化效果良好的原则,通过初始液体雾化研究和相变动力学实验获得了实现良好雾化效果的实验参数,制备了均匀致密的α-Al2O3纳米陶瓷薄膜,并运用SEM和TEM等分析了α-Al2O3纳米陶瓷薄膜的显微形貌和结构.     

燃烧化学沉积纳米α- Al2O3薄膜及晶化处理

提出了沉积纳米陶瓷薄膜的一种新方法－燃烧化学沉积法。该方法省去了真空条件,直接在空气中沉积纳米陶瓷薄膜。其主要特点是将配制好的初始液体雾化,让该液雾穿过高温火焰流体。初始液体在火焰流中发生化学反应,并形成反应火焰流,该反应火焰流体系在火焰流的前方基底上沉积出纳米陶瓷薄膜,然后再通过热处理进行晶化处理,使形成晶态相。本文以制备α-Al2O3纳米薄膜为例,介绍用该方法的制备过程,并用SEM和TEM分析了α-Al2O3纳米薄膜的显微形貌和结构。     

用异醇铝溶液燃烧化学沉积α-Al2O3纳米晶

本文提出了一种制备高性能纳米陶瓷粉体的新方法.将异醇铝溶液溶于易燃溶剂中配制成初始反应溶液,通过组合喷嘴让该溶液雾化并穿过氧-乙炔火焰,通过化学燃烧制备纳米α-Al2O3粉体.通过完全燃烧计算、雾化试验和燃烧试验,确定了溶液喷口、雾化剂(O2)喷口和氧-乙炔喷口的压力和流量的工艺参数.扫描电镜,激光测粒仪,高分辨透射电镜分析表明,用上述方法制备的纳米α-Al2O3以球形和六方棱柱为主,含极少量菱面体,颗粒尺寸为20～30nm,粒度均匀细致且分散性好.     

纳米α-Al2O3化学合成技术研究进展

纳米α-Al2O3粉体因其用于高强材料、电子陶瓷以及催化剂等而具有广泛的应用潜力,然而经高温煅烧难于获得真正纳米粒径的α-Al2O3粉体.综述了近年来国外合成纳米α-Al2O3粉末的2种工艺:一种为高温化学合成工艺,包括气相沉积法、激光烧蚀法、电弧等离子体法和水热法等;另一种为低温化学合成工艺,包括机械球磨法和溶胶-凝胶法等.进一步展望了我国纳米α-Al2O3研究发展的趋势.     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层.用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响.结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高.镀层中微粒体积分数约为30％时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异.     

离子束辅助沉积A12O3薄膜的微观状态及其物理特性研究

本利用透射电子显微镜、原子力显微镜、X光电子能谱等微观分析手段，系统研究了氧离子束辅助离子束沉积方法制备的Al2O3薄膜的化学成分、微观结构、表面形貌及其随退火温度的变化，并对Al2O3薄膜折射率、显微硬度和膜基结合强度等物理特性及其随沉积温度的变化进行了详细研究。研究发现：用离子束辅助沉积制备的薄膜基本满足Al2O3的标准成分配比；在沉积温度低于500℃制备的Al2O3薄膜以非晶Al2O3相a—Al2O3为主；Al2O3薄膜的表面粗糙度、折射率、显微硬度随沉积温度的增加而增加；当沉积温度高于200℃时，薄膜与基体间的膜基结合强度将随沉积温度的增加而下降。分析表明：薄膜表面形貌与晶体内部的结构相变有关，薄膜的退火相变途径为a—Al2O3800℃→γ-Al2O31000℃→γ-Al2O3 α-Al2O31200℃→α-Al2O3。     

燃烧法合成的纳米α-Al2O3晶格热膨胀系数研究

采用动态高温粉晶X射线衍射技术,对燃烧法合成的纳米α-Al2O3从室温到1100℃之间的晶格热膨胀系数进行了测定.实验结果表明在测试温度范围内,纳米α-Al2O3的晶胞参数与温度呈线性关系.燃烧法合成的纳米α-Al2O3的晶胞参数随温度的变化符合关系式△a/(a0△T)=7.27×10-6/℃、△c/(c0△T)=7.50×10-6/℃和△V/(V0△T)=21.92×10-6/℃.     

用氢化物气相外延(HVPE)法生长的氮化铟薄膜的性质研究

在自制设备上用氢化物气相外延(HVPE)方法在α-Al2O3以及GaN/α-Al2O3衬底上生长了InN薄膜,并对其性质进行了研究.重点研究了生长温度的变化对所获得的InN薄膜的影响,并利用X射线衍射研究了InN薄膜的结构,用扫描电子显微镜研究了其表面性质,用霍尔测量研究了其电学性质.X射线衍射的结果表明,直接在α-Al2O3上生长得到的是InN多晶薄膜;而在GaN/α-Al2O3上得到的InN薄膜都只有(0002)取向,并且没有金属In或是In相关的团簇存在.综合分析可以发现,在650℃时无法得到InN薄膜,而在温度550℃时生长的InN薄膜具有光滑的表面和最好的晶体质量.     

直接氮化法制备纳米晶TiN薄膜

首先采用溶胶-凝胶法在Al2O3基体上制备了TiO2纳米晶薄膜，然后在管式气氛炉中，用氨气作为还原剂，直接氮化制备TiO2纳米晶薄膜；从而成功地的α-Al2O3陶瓷基片上制备了纳米晶TiN薄膜。利用XRD、XPS、FE-SEM等分析技术，研究了制备的纳米晶TiN薄膜的相组成及形貌。结果表明最佳工艺条件为：氮化温度为700℃，氮化时间为1h。     

纳米α-Al2O3的爆轰合成实验及烧结特性研究

采用水胶炸药爆轰的方法制备了纳米α-Al2O3.定性地研究了在不同烧结温度下纳米α-Al2O3的烧结特性.发现在烧结的过程中纳米α-Al2O3在300～900℃的温度区间内晶粒度是逐渐长大的,长大的幅度不大.但从900℃开始到1000℃该纳米α-Al2O3的晶粒度是又突然细化,蚁富姆群艽?过了1000℃后晶粒度又开始长大,长大的幅度比第一次长大的幅度大很多.     

Cr2O3-Al2O3复合薄膜对304不锈钢抗高温氧化性能的影响

电沉积-热解法沉积氧化物薄膜是提高材料抗高温氧化性能的重要途径.采用电沉积-热解法在304不锈钢表面制备了Cr2O3-Al2O3单一薄膜和复合薄膜,研究了单一薄膜和不同沉积液浓度制备的复合薄膜在900℃下的高温循环氧化行为.氧化动力学曲线、SEN形貌及XRD分析结果表明:电沉积-热解沉积薄膜明显提高了304不锈钢的抗高...     

沉淀法制备纳米AlO3过程中亚稳态相变温度的研究

采用沉淀法以Al(NO3)3·9H2O和NH3·H2O为原料制备了Al(OH)3干凝胶,经过高温煅烧合成纳米级的α-Al2O3粉末,研究了不同的Al(OH)3干凝胶样品的TG/DTA变化和煅烧过程中亚稳态Al2O3的相变过程.试验证明,Al(OH)3干凝胶中NH4NO3和α-Al2O3籽晶的存在使θ→α成核势垒降低,从而使得相变温度也降低.NH4NO3的存在使θ-Al2O3→α-Al2O3的相变温度降低了40℃;NH4NO3和2wt%α-Al2O3籽晶的双重作用则使θ→α的相变温度约降低220℃.制备出的α-Al2O3粉末,粒径分布均匀,无明显团聚,近似六方球形,平均粒径为70nm.     

Ni对纳米α-Al2 O3/Ni粉体中α相转变温度的影响

以Al(NO3)3·9H2O和(NH4)2CO3溶液为原料,将实验室自制的纳米镍粉加入其中,利用非均相沉淀法制备出粒径＜50nm的纳米α-Al2O3/Ni复合粉体,并用XRD、TEM等手段对纳米复合粉体进行了物相分析及形貌观察.讨论了复合粉体中镍对α-Al2O3相转变温度的影响.结果表明:纳米镍的存在可降低过渡型氧化铝向α型氧化铝转变的相变温度.     

α-Al2O3对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

研究了α-Al2O3纳米颗粒质量分数在0%～5%之间时,对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的纯水通量、截留率、力学等性能带来的影响,及孔隙率和润湿角的变化,得出了α-Al2O3的最佳加入量,并利用FT-IR,SEM对α-Al2O3/PVDF杂化膜的结构进行了研究.     

沉淀法制备纳米Al_2O_3过程中亚稳态相变温度的研究

采用沉淀法以Al(NO3)3.9H2O和NH3.H2O为原料制备了Al(OH)3干凝胶,经过高温煅烧合成纳米级的α-Al2O3粉末,研究了不同的Al(OH)3干凝胶样品的TG/DTA变化和煅烧过程中亚稳态Al2O3的相变过程。试验证明,Al(OH)3干凝胶中NH4NO3和α-Al2O3籽晶的存在使θ→α成核势垒降低,从而使得相变温度也降低。NH4NO3的存在使θ-Al2O3→α-Al2O3的相变温度降低了40℃;NH4NO3和2wt%α-Al2O3籽晶的双重作用则使θ→α的相变温度约降低220℃。制备出的α-Al2O3粉末,粒径分布均匀,无明显团聚,近似六方球形,平均粒径为70nm。     

纳米α-Al2O3粉体的低温燃烧合成法制备研究

本文以高纯硝酸铝和尿素为原料，采用低温燃烧合成方法制备纳米α-Al2O3粉体。分别采用X射线衍射、透射电镜、激光粒度分布测试仪、差热-热重和红外光谱仪对产物进行了研究。低温燃烧合成方法制备纳米α-Al2O3粉体合成的最佳反应条件为：硝酸铝和尿素的摩尔配比为1：2．5，点火温度为750℃。产物大部分为片状，部分为类球状；粒径为40nm～90nm。     

燃烧化学沉积纳米α- Al_2O_3薄膜及晶化处理

提出了沉积纳米陶瓷薄膜的一种新方法一燃烧化学沉积法．该方法省去了真空条件;直接在空气中沉积纳米陶瓷薄膜．其主要特点是将配制好的初始液体雾化,让该液雾穿过高温火焰流体．初始液体在火焰流中发生化学反应,并形成反应火焰流,该反应火焰流体系在火焰流的前方基底上沉积出纳米陶瓷薄膜,然后再通过热处理进行晶化处理,使形成晶态相．本文以制备 α－Ａｌ２Ｏ３纳米薄膜为例,介绍用该方法的制备过程,并用ＳＥＭ和 ＴＥＭ分析了。α－Ａｌ２Ｏ３纳米薄膜的显微形貌和结构．     

Ni-α-Al2O3纳米复合电镀工艺的优选及镀层的硬度和耐蚀性

为了提高Ni-Al2O3纳米复合电镀层的硬度和耐蚀性,以正交试验对镀液温度、电流密度、α-Al2O3纳米粒子质量浓度等因素进行了优选,采用扫描电镜、能谱仪、硬度仪及电化学工作站分别研究了镀层的微观形貌、能谱、硬度和耐蚀性。获得了最优工艺条件:镀液温度65℃,阴极电流密度2 A/dm2,Al2O3加入量为10g/L;在此工艺条件下所得Ni-α-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小、表面平整、光滑,显微组织致密、均匀,镀层的硬度及耐蚀性比纯镍镀层均有显著提高。     

多晶Al2O3薄膜的制备及工艺研究

高能氩离子束溅射金属铝靶,沉积在SiO2基片上的非晶薄膜是Al和Al2O3的混合物.非晶薄膜在空气中800～1000℃退火后将完全氧化并晶化而成γ-Al2O3、oc-Al2O3.对溅射镀膜的工艺条件也进行了探索.     

钛表面阴极微弧电沉积制备氧化铝涂层

采用阴极微弧电沉积在钛表面生成了厚度达100μm的氧化铝涂层,研究了不同电压下涂层的结构和组成,分析了涂层的生长规律和形成过程.结果表明：阴极微弧电沉积过程包括火花前、微弧和局部弧光三个阶段,期间伴随有Al（NO3）3的离解、Al（OH）3的沉积与高温烧结等反应,微弧区产生的高温高压是形成Al2O3涂层的关键.涂层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3组成,随电压升高,α-Al2O3的含量逐渐增加,在400V时其含量达76%.