CVD法制备ZnS的数值模拟

介绍了红外用光学材料ZnS的性能和制备方法.通过建立CVD法制备ZnS的物理模型,针对流量和压力对沉积过程的影响进行了数值模拟.结果表明,随气体流量的减小,沉积室内气流柱增高,回流区域增大,沉积速率增大且最大值上移.随沉积压力的减小,沉积室内气流柱同样增高,回流区域增大,沉积速率分布逐渐均匀化,但沉积速率整体减小.数值模拟的结果对具体的掌握沉积过程中的影响因素有一定的帮助.     

联氨浓度对化学水浴沉积ZnS薄膜性能的影响

利用化学水浴法(CBD)在硫酸锌、氨水、联氨、硫脲的沉积体系下制备CIGS太阳能电池的ZnS缓冲层薄膜,研究了联氨浓度对缓冲层ZnS薄膜的生长过程、晶体结构及物理性能的影响。结果表明,联氨浓度能够显著影响ZnS薄膜的生长速度,联氨浓度越高,薄膜厚度越大,薄膜的致密性也随之提高;联氨浓度对薄膜的结晶性影响较小,CBD法制备的ZnS薄膜均为非晶薄膜;制备的ZnS薄膜有较高的透过率,禁带宽度为3.85 eV左右,能够使更多短波、高能量光子透过缓冲层到达CIGS吸收层,从而提高电池性能。     

透明陶瓷用纳米ZnS粉的制备及压烧结

用TAA作硫源采用快速均匀沉淀法成功制备了立方相纳米ZnS粉体,添加Na2S作烧结助剂可以降低ZnS的烧结温度,有利于保持ZnS立方结构,可以制得接近理论密度的烧结体.     

不同制备方法对SiC_p/Fe金属陶瓷性能的影响

采用非均相沉淀法制得Cu包裹SiC_p复合粉体,利用干混、球磨的方法获得混合均匀的Fe-SiC_p(Cu)粉体.分别采用常压气氛烧结和电导直热真空热压烧结两种方式制备出SiCp/Fe金属陶瓷.利用XRD、SEM等手段对包裹粉体和烧结样品的组成及形貌等进行了表征,分别采用阿基米德原理及显微硬度仪测量了烧结样品的密度和显微硬度.结果表明,SiC_p表面包裹一层Cu有利于改善SiC_p和Fe的分散性和化学相容性.热压条件下样品的结构均匀,致密度和显微硬度均高于常压下制品.热压950 ℃保压4 min的样品密度和维氏硬度分别为7.12 g/cm~3和4200 MPa.     

氢气浓度对常压化学气相沉积ZrC涂层的影响

采用ZrCl4-CH4-H2-Ar体系在C/C材料基体上进行常压化学气相沉积(APCVD)制备碳化锆(ZrC)涂层.通过X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同H2浓度下制备的ZrC涂层进行分析.对H2在沉积过程中的作用机制进行了讨论.结果表明:H2浓度对涂层的相组成、晶体的择优取向和结构形态有重要影响;无H2或H2浓度较低时,涂层含有大量的热解碳,由ZrC和碳两相组成,涂层呈多孔颗粒状;当H2浓度(体积分数)增加到30%以上时,涂层的相成分变为单一ZrC相;当H2的浓度增加到90%时,ZrC晶体取向由(111)、(200)转变为强烈的(220)择优取向,晶粒形貌变为纳米针状.     

不同高浓度气体对金刚石薄膜制备的影响

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,分别制备了CH4/H2体系、CH4/H2/N2体系以及CH4/H2/Ar体系金刚石薄膜。主要采用了扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱(Raman)和X射线衍射光谱(XRD)等方法对不同体系中制备的金刚石薄膜的晶粒尺寸及其品质进行了分析,研究了不同高浓度气体对金刚石薄膜的影响。结果显示:利用高浓度的甲烷可以在很大程度上细化晶粒,制备出纳米晶金刚石薄膜,但是薄膜的非晶相较多,品质下降;加入70%N2,薄膜中的金刚石晶粒生长速度较慢,但可制备出均匀的纳米晶金刚石薄膜;70%的Ar气氛中,金刚石晶粒生长较快,制得的薄膜中的金刚石晶粒是微米级别的。     

不同沉积功率对CVD金刚石涂层性能的影响

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD),固定其他工艺参数,通过改变沉积功率在YG6硬质合金上制备金刚石涂层,并利用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度计和Raman光谱对涂层进行性能测试。结果表明:两步法处理硬质合金基体,可以有效去除表层的Co,同时增大表面粗糙度,提高金刚石形核率,提高涂层附着力;涂层表面形貌观察可知,沉积功率4kW时,晶形完整,晶粒大小非常均匀致密,晶面主要呈现金刚石典型的(111)面生长;压痕测试表明,当功率为4kW时,涂层的结合力最好,表面均匀、平整;结合Raman光谱分析,功率4kW时,涂层质量很好。     

太阳能高反射薄膜制备技术对薄膜性能的影响

采用磁过滤阴极真空弧沉积(FCVAD)与磁控溅射(MS)两种技术在玻璃上制备厚度分别为75 nm和165 nm的Glass/Al高反射薄膜,利用Lambda 950分光光度计、扫描电子显微镜、原子力显微镜、附着力测试仪、摩擦试验机和加速老化试验箱分别表征薄膜的反射率、表面形貌、粗糙度、附着力、耐摩擦和耐老化性能,通过薄膜性能评估分析两种技术制备高反射膜性能的差异。结果表明:在双方优化工艺下,FCVAD制备的薄膜表面形貌和附着力优于MS薄膜;FCVAD制备的75 nm和165 nm薄膜反射率比同厚度MS薄膜高出3.3%~4.2%;75 nm厚的薄膜方均根粗糙度明显小于同厚度的MS薄膜;FCVAD制备的75 nm薄膜老化后反射率仅下降1.2%,而MS同厚度薄膜反射率下降了3.3%~4%。说明FCVAD在制备高反射膜方面比磁控溅射更有优势。     

真空热处理对4145H钢H2S腐蚀行为的影响

采用室内浸泡腐蚀试验研究了真空热处理对4145H钢抗H2S腐蚀性能的影响,并分析了其影响机理.利用SEM观察了真空热处理和常压热处理后的4145H钢的组织形貌,利用德国zahner电化学工作站,测试了4145H钢在H2S腐蚀环境中的极化曲线和电化学阻抗谱.结果表明,真空热处理及常压热处理后的组织均为回火托氏体.在H2S溶液中浸泡后的试样的腐蚀类型为局部腐蚀,主要为点蚀.真空热处理降低了试样的表面活性,使其腐蚀电流密度减小.4145H钢在H2S溶液中的阳极溶解动力学符合非催化机制,这是其耐H2S腐蚀性能提高的主要原因.     

制备工艺对热压Y-α-SiAlON陶瓷微结构及光学性能的影响

采用两步热压烧结(Hot Pressing, HP)方法制备了高致密度的Y-α-SiAlON(Y1410,即m=1.4, n=1.0)陶瓷,研究了升温速率、烧结时间和驻留温度对陶瓷物相组成、微观结构以及光学性能的影响.结果表明:SiAlON陶瓷的相组成不受升温速率的影响,升温速率较快 (20 ℃/min) 时陶瓷的晶粒尺寸相对较小、分布较均齐、透过率相对较高,1.1 mm厚样品最大近红外透过率为50.2%,比升温速率为10 ℃/min的陶瓷高8.0%;烧结时间较短 (1 h) 时陶瓷的晶粒尺寸相对较小,透过率较高,1.1 mm厚样品最大近红外透过率为43.6%,而当烧结时间为2 h时陶瓷中有新相生成,且微结构均匀性较差,其最大透过率比烧结时间为1 h的低8.0%;较低的驻留温度易促进β-SiAlON形成和柱状晶发育,对提高SiAlON陶瓷透光性不利.     

ZnS纳米微晶的合成与光学性能的研究

采用离子络合法和自组装法在丙烯酸／2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸／丙烯酸羟丙酯（Aa-AMPS-hT）三元嵌段共聚物中原位合成了ZnS纳米微晶。用TEM，SED，紫外可见吸收光谱分析仪，荧光光谱分析仪等手段对纳米晶的微观形貌、结构、光学性能进行表征。结果表明：所得产物为六方晶型纤锌矿结构，粒度随着硫化时间的延长而增大；随着硫化时间的缩短，紫外可见吸收光谱的吸收边和结构峰蓝移，荧光光谱的峰位逐渐蓝移，量子尺寸效应显著。     

纳米碳管增强镁基材料的复合工艺及性能研究

采用正交试验方法研究了碳纳米管加入量、复合温度、搅拌时间等工艺参数对用铸造方法制备纳米碳管增强镁基复合材料过程的影响,并探讨了这些工艺参数对复合材料力学性能和显微组织的作用.试验结果表明:碳纳米管(CNTs)能明显细化复合材料的晶粒组织,提高复合材料的抗拉强度、伸长率.在3个工艺参数中,CNTs对材料的力学性能影响最大,其含量约为1%时对力学性能最为有利;其次是加热温度,温度取低值(680 ℃)较好;搅拌时间在3 min时,其综合性能较好.影响材料拉伸强度的3个因素最优组合为A 2B 1C 3,影响伸长率的3个因素的最优组合为A 2B 1C 3.     

粉末冶金高铝锌基合金的制备与性能

采用传统粉末冶金工艺,即以纯金属粉末为原料、在空气气氛中液相烧结的方法制备了高铝锌基合金.实验结果表明,烧结体发生体积膨胀,相对致密度减小;较佳烧结工艺为温度425～430 ℃,烧结时间4～5 h,用该工艺制备的粉末冶金高铝锌基合金具有良好的耐磨性;粉末冶金锌铝合金的组织是由富铝相(或纯铝相)和富锌相组成,还出现较多的片层状两相相间的共析组织,这与铸造ZA27合金的显微组织有明显的区别.     

粉末冶金法制备SiC颗粒增强镁基复合材料工艺及性能的研究

研究了粉末冶金法制备SiC颗粒增强镁基复合材料过程中几个非常重要的工艺问题。研究了对比了基体Mg粉的形状和新旧程度、粉末冶金时混料方式和热压工序对镁基复合材料性能的影响。结果表明,采用合适的烘粉处理后,Mg粉的新旧程度对复合材料的无明显影响;与粒状Mg粉相比,片状Mg粉对应的屈服强度有所提高;和普通混粉方式相比,球磨混粉的伸长率略低;热压工序可以使镁基复合材料的性能更趋稳定。     

溶胶-凝胶法制备掺铁钛酸铋铁电薄膜光学性能的研究

通过溶胶-凝胶法制备了不同掺杂浓度的Fe-BTO铁电薄膜以减小其光学带隙,研究不同Fe掺杂浓度对BTO铁电薄膜铁电光伏效应的影响。结果表明,使用溶胶-凝胶法对BTO铁电薄膜掺杂不同浓度的Fe,所制备的薄膜结晶度较好、网状结构明显、空间分布均匀,晶粒大小均一;通过溶胶-凝胶法制备Fe-BTO铁电薄膜在Fe掺杂浓度x=0.9附近可以明显减小其禁带宽度。     

不同工艺对FGH95合金力学性能的影响

通过在零件上取小试样进行拉伸及拉-拉疲劳性能测试,分析研究热等静压+挤压+等温锻（EX）及直接热等静压（HIP）两种工艺在模拟服役条件下对FGH95合金力学性能的影响。结果表明,EX试样抗拉强度的稳定性高于HIP试样。从线性回归应力寿命（S-N）曲线中可以得到,在给定的循环载荷条件下,EX试样失效前承受的循环次数更多,分散性更小。断口断裂特征表明,EX工艺条件下合金以塑性断裂机制为主,而HIP工艺条件下以脆性断裂机制为主。     

SiCP增强泡沫铝基复合材料的制备工艺研究

将SiC颗粒增强铝基复合材料的制备技术与泡沫铝熔体发泡技术相结合,探索了制备SiC颗粒增强泡沫铝基复合材料的工艺方法。讨论了SiC颗粒与铝基体之间存在的润湿性,界面反应以及SiC颗粒在熔体中沉降等问题,通过选择合适的合金成分,对SiC颗粒进行预处理,采用特定的搅拌和发泡等一系列工艺方案成功地予以解决。在熔体发泡过程中,通过严格控制发泡温度、搅拌速度和搅拌时间等工艺参数,制得了孔隙率基本可调,SiC颗粒和孔洞分布均匀的泡沫铝样品。     

工艺参数对硫化锌薄膜光学性能和结晶特性的影响

目的 研究离子源偏压和沉积温度的变化对硫化锌薄膜光学性能和结晶性能的影响规律.方法 采用电子束蒸发技术,在K9玻璃基片上制备了硫化锌薄膜.采用分光光度计测试了薄膜的光学性能,利用光谱反演法得出薄膜的折射率和消光系数随波长的变化规律.采用X射线衍射法测试薄膜的结晶状态.结果 随着离子源偏压的增加,薄膜折射率逐渐减小,但变...     

SiCp/Al复合材料搅拌铸造制备工艺的研究

在试验基础上,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造工艺中的４个关键问题进行了研究,提出了相应的解决方法,优化了工艺参数。在此基础上,制备出了颗粒分布均匀、组织致密、性能较理想的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料,对复合材料制备工艺的实际应用具有指导意义。     

蒸镀法制备ZnS光学薄膜研究

采用真空蒸镀法在Si(111)基板上制备了ZnS光学薄膜,并系统研究了蒸发温度、沉积时间、基板距蒸发源的位置等因素对所制备薄膜物相及显微结构的影响.用X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对制备的薄膜进行了表征.结果表明:制备薄膜的物相主要以β-znS闪锌矿(Sphalerite)为主,并有少量的α-ZnS纤锌矿(Wurtzite),薄膜具有(111)结晶取向的生长特征.当沉积温度为1200℃时,所制备薄膜的结晶性能较好,随沉积时间延长,薄膜的结晶性能降低.