真空热压技术制备EOS实验用LiH薄膜

氢化锂(LiH)是重要的热核材料,其状态方程参数是惯性约束聚变研究的重要内容。本工作采用真空热压技术制备氢化锂薄膜,在真空度小于5.0×10-4Pa,温度450℃,升温速率10℃/min,采取分段加压、退火,获得了厚度小于100μm、厚度一致性约98%的氢化锂薄膜,表面粗糙度小于100nm,热压后密度增加,达到0.780g/cm3。X射线衍射分析结果表明:薄膜的主要成分为氢化锂,薄膜存在择优取向、内应力、晶粒细化等特征。     

阳极氧化钽酸锂薄膜在NaOH溶液中的腐蚀行为研究

通过阳极氧化法在高纯钽片表面制备了钽酸锂复合薄膜,采用浸泡失重法和电化学测试法考察了镀膜前后样品在10% (质量分数) NaOH溶液中的腐蚀行为。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分别对薄膜的物相组成、表面及截面形貌、膜层厚度进行了测试分析。结果表明,阳极氧化后得到的复合薄膜由钽酸锂和氧化钽组成;该薄膜与基体之间结合良好,厚度约3 μm;镀膜后样品的质量腐蚀速率至少减少了6倍,腐蚀电流密度下降了2个数量级,腐蚀96 h后样品表面没有明显变化。而对比的纯钽样品却发生了严重的腐蚀反应,生成了很多长条状和多棱柱状的腐蚀产物Na₃TaO₄、Na₂Ta₂O₆和Na₈Ta₆O₁₉。     

射频溅射非晶硅薄膜的光电性质

本文作为应用基础研究了射频溅射非晶硅薄膜的一些光电特性,着重在溅射条件与氢化处理(包括氢氩混合溅射及在溅射后对薄膜进行等离子体氢化处理)对薄膜特性的影响.实验条件变化范围是:溅射时氩的气压(3～15×10~(-3)TORR);等离子体氢处理的时间及温度(O～120',200～400℃).关于射频溅射非晶硅薄膜及等离子氢化处理的工艺规律,可参阅作者其它论文.     

磁控溅射功率对引线支架表面沉积 W 组织及性能的影响

目的研究在镀铜的铁基引线支架上沉积钨薄膜的工艺及其性能。方法利用真空磁控溅射技术沉积制备钨薄膜层,并用SEM,EDS,XRD等技术对沉积层的组织和性能进行分析。结果在一定的工作气压、温度和沉积时间下,钨沉积层厚度随着溅射功率的增大非线性增加,沉积层均匀性好,组织较致密,与基体结合力较强,沉积层钨原子沿(110)晶面择优生长。沉积层的电阻率小于1.5×10-6Ω·m,电阻温度系数小于0.0052/℃,抗氧化性较好。结论在引线支架表面沉积金属钨可获得组织均匀致密的薄膜,其结合力、导电性、抗氧化性能良好。     

高温热压法制备La(Fe, Si)13Hy系磁制冷材料的磁热性能研究

La(Fe, Si)₁₃H_Y系合金是一种极具发展潜力的室温磁制冷材料,但该材料易粉化,如何成型并保持大磁热效应成为了亟需解决的问题。本文采用中频感应炉熔炼La_0.8Ce_0.2Fe_11.51Mn_0.19Si_1.3母合金并退火,之后制备成粉末。合金粉末在650 ℃, 850 ℃和1050 ℃不同温度下热压成型,将热压块体合金加工成薄片后进行饱和氢化。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、VersLab对样品的相组成、微观结构、磁热性能进行了研究。在1050 ℃下热压样品的孔隙率最低,最大体积磁熵变最高,达到了144.7 mJ/cm^₃?K。1050 ℃热压样品氢化后居里温度提高至室温附近,仍保持了一级磁相变的大磁热效应,且没有裂痕产生,保持了完整性。     

AlCrTaTiZrV高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备及其热稳定性

为研究氮气含量的变化对AlCrTaTiZrV高熵合金薄膜性能的影响,检验在最佳氮气含量下厚度为15 nm的(AlCrTaTiZrV)N扩散阻挡层的热稳定性。采用直流磁控溅射设备在N型Si(111)基底上溅射不同氮气含量的高熵合金氮化物;选取最佳氮气含量为制备条件,在硅基底上沉积15 nm厚的AlCrTaTiZrVN₁₀高熵合金氮化物为扩散阻挡层,并在阻挡层顶部沉积50 nm厚度的Cu膜,最终形成Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu三层堆叠结构。利用真空退火炉将Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu薄膜体系在500 ℃下进行不同时间的退火处理,用以模拟恶劣的工作环境。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)及四探针电阻测试仪(FPP)对试样的表面形貌、粗糙度、物相组成及方块电阻和进行表征。试验结果为:当氮气含量低于10%时,高熵合金氮化物薄膜为非晶结构。当氮气含量为20%时,高熵合金氮化物薄膜呈现FCC结构,并随着氮气含量的增加,薄膜的结晶性得到提高。薄膜表面的粗糙度在氮气含量为10%时最低,R_a仅为0.124 nm。三层堆叠结构500 ℃退火8 h后,Cu表面发生团聚,薄膜的方阻维持在较低的0.070 Ω/□,且并未发现Cu-Si化合物。厚度为15 nm的非晶结构AlCrTaTiZrVN₁₀薄膜在500 ℃退火8 h后,依旧可以抑制Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性及扩散阻挡性能。     

能耐1000℃以上高温的金属薄膜

日本产业技术综合研究所新近研制成功一种能耐1000℃以上高温的导电金属薄膜制造技术。这种耐高温的金属薄膜是由分别制得的两种金属薄膜复合后获得的合金薄膜,首先在氧化锆耐热基板上沉积一层厚约100nm的钌薄膜,随后在钌薄膜上再形成一层同样厚度的钨薄膜,然后于1450℃加热1h即形成WRu合金薄膜。     

化学液相法制备BiFeO3薄膜

以硝酸铋、硝酸铁以及柠檬酸为原料通过化学液相法在普通载玻片、(100)Si片和(100)ITO玻璃上分别制备了不同厚度的BiFeO3薄膜,研究了热处理温度对BiFeO3的形成以及微观形貌的影响.Si片上的薄膜由于与衬底之间的反应,得到纯BiFeO3相热处理温度需低于650℃,而在普通载玻片和ITO玻璃衬底上,525℃到650℃均可以得到结晶良好的纯BiFeO3薄膜.550℃热处理得到的BiFeO3薄膜中的晶粒尺寸大约在7080 nm之间,650℃热处理得到的晶粒尺寸约有140 nm.磁性能测试证明薄膜有弱铁磁性,饱和磁化强度约在7000～9000 A/m.     

不同基底温度FeNiCoCrMn高熵合金薄膜的制备及耐腐蚀性能的研究

用射频磁控溅射的方法分别在单晶Si(100)和304不锈钢基底上制备了FeNiCoCrMn高熵合金薄膜,利用EPMA、XRD、SEM和动电位极化测试,确定薄膜的成分并探讨不同基底温度下沉积的薄膜的相结构、膜厚、形貌以及耐腐蚀性能规律。研究表明:高熵合金薄膜的成分与高熵合金靶材的成分一致,组成元素接近等摩尔比,且薄膜成分均匀;基底温度为100、200、300℃沉积的薄膜为非晶结构,基底温度为400、500℃沉积的薄膜为晶体结构;随着基底温度的升高,薄膜的厚度变薄,薄膜表面颗粒越来越大,横截面柱状组织越来越明显;由动电位极化测试的结果得出不同衬底温度沉积的高熵合金薄膜在1mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性都优于304不锈钢,且随着衬底温度的升高,薄膜的耐腐蚀性能降低,其中100℃沉积的薄膜的耐腐蚀性能最优。     

TiNi形状记忆合金箔制备技术的研究

由于TiNi形状记忆合金的加工性能差,采用传统方法很难制备厚度小于0.1 mm的薄板,而纯Ti和纯Ni具有良好的加工性能,因此,可以先制备TiNi复合材料,再通过扩散热处理制备TiNi合金材料.采用热压制坯 冷轧 热处理的技术路线,制备了厚度为50μm的TiNi合金箔.为顺利实现冷轧过程,热压复合坯应具有一定的结合强度,合理的热压参数为:真空度1×10-2 Pa、压力5 MPa、温度750℃、保温时间15 min.为保证冷轧过程中试样不开裂,冷轧第一道次的压下率应大于30%.复合箔于真空中950℃下保温60 min,可以制备TiNi合金箔,但表面质量有待改进.     

随焊冲击旋转挤压TC4薄板焊接接头的组织和性能

为了控制TC4薄板焊接件的失稳变形,采用了随焊冲击旋转挤压工艺。研究了此工艺对焊缝组织及接头性能的影响。对所获得的焊接接头进行了微观组织观察、维氏硬度测量和拉伸试验。结果表明:随焊冲击旋转挤压在控制焊接失稳变形的基础上,使承受冲击旋转挤压部位的硬度下降,未发生应变硬化的现象。而冲击旋转挤压前后的组织变化不明显。     

TC4薄板焊接件随焊冲击旋转挤压力计算

针对TC4薄壁结构易产生显著的焊接变形问题,采用随焊冲击旋转挤压工艺来控制TC4薄壁结构的焊接变形.工艺过程的冲击旋转挤压作用表征是关键,文中采用基于动态应变仪的测量系统,实现了冲击旋转挤压过程的实时测量;在弹性变形和过程能量守恒的条件下,厚度、弹性模量将对TC4薄板板件所受的压缩应力产生影响;并采用有限元分析的方式,确定了冲击杆端部与TC4薄板接触部位所受应力的情况.从而建立了外加载荷与工件上所受作用力的关系.     

随焊冲击旋转挤压控制TC4薄板焊接失稳变形工艺

薄板钛合金在焊后存在较大的残余压应力,使其发生失稳变形,很多情况下,结构不能满足设计要求,必须采取措施减少失稳变形.文中采用随焊冲击旋转挤压的方式,对焊接过程中尚处于较高温度的焊缝部位进行塑性延展,减少焊接时发生的塑性收缩量,降低残余压应力的值,从而减少焊接变形量.对焊后薄板的变形挠度和残余应力进行了测量,变形挠度下降...     

TC4薄板随焊旋转挤压工艺

薄板钛合金由于在焊后存在较大的残余压应力,使得其易发生失稳变形.采用随焊旋转挤压方式,对焊缝高温部位进行塑性延展,减少焊接时所发生的塑性收缩量,降低残余压应力的值,从而降低焊接变形量.采用拉伸试验、拉伸断口SEM分析和焊后薄板的变形挠度的测量等试验.结果表明,随焊旋转挤压焊件的变形挠度可以下降到常规焊件挠度的2/3,并且随着加载应力的增加,变形的挠度可以进一步下降.说明在焊接过程中采用随焊旋转挤压方式控制薄板TC4失稳变形是可行的.     

Finite element analysis of controlling the TC4 thin plate weldment wave-like deformation by welding with impacting rotation

The new technology of welding with impacting rotation is put forward to decrease the wave-like deformation of the TC4 thin plate weldment.The thermal stress and strain are vital to understand the mechanism of controlling the wave-like deformation.In order to know the development of internal thermal stress and strain,finite element method is utilized for the stress and strain are difficult to be investigated by experimental methods during the welding process.Temperature field,thermal stress evolution and distortion of thin plate are compared with the test results such as weld thermal cycle,residual stress sectioning measurement,and the deflection of the thin plate respectively.By the finite element analysis and test results verification,the mechanism of the technology to control the wave-like deformation is brought forward,non-uniform thermal elastic strain between compressive plastic region and elastic extensive region is diminished by a certain amount of extensive plastic deformation by welding with impacting rotation process.     

钛合金薄板焊接应力的随焊锤击控制

将随焊锤击技术应用于钛合金薄板焊接应力与变形控制，分别对TC4钛合金薄板进行常规焊和采用随焊锤击技术对焊接应力与变形进行控制，结果证实，随焊锤击工艺有效地减小了薄板焊件的挠曲变形，焊缝的纵向残余应力减小到常规焊的1／10，最大焊接挠曲变形由常规焊的15mm减小为5mm。     

随焊旋转冲击抑制30CrMnSi接头热影响区软化

研究了随焊旋转冲击方法在抑制30CrMnSi接头热影响区软化中的影响规律.?采用随焊旋转冲击装置对焊接过程中产生软化的区域进行旋转冲击,利用维氏硬度计对不同随焊旋转冲击工艺参数作用下的焊接接头热影响区进行硬度测试,通过倒置金相显微镜对常规焊接试样及不同随焊旋转冲击工艺参数作用下的接头软化区进行组织观察,并对软化区C元素...     

钛合金(TC4)电子束焊接模拟

通过工艺试验,获得了9 mm厚TC4电子束焊接最佳工艺参数;利用有限元软件ABAQUS建立模型.结果表明,模拟焊缝形貌和表面残余应力结果与实测结果具有非常高的一致性,说明了穿透性强的圆锥热源和辐射性强的双椭球热源组成的复合热源能够有效地反应出电子束焊接特点,证明了有限元模型的正确性;进而对模拟结果进一步分析,得到焊缝周围存在较高残余应力,尤其是在焊件内部存在危险的三维拉伸应力状态.     

不同变形速率、温度下TC4薄板焊接件屈服强度表征

为了研究温度、变形速率对TC4焊接件的力学性能影响,分别采用100~800℃下变形速率为0.001,0.1,1和10s-1的拉伸试验来表征焊接件的动态力学性能,并基于Johnson-Cook模型对相应变形速率下的屈服强度进行理论计算,而后比较了计算值和实验所测的数值,结果说明可以采用Johnson-Cook模型来表征焊接件的动态力学性能。     

薄板焊接失稳变形的简化模型及其应用

提出了基于固有应变对接薄板失稳分析的基本方程.通过将固有应变等效为焊缝及热影响区的热载荷,可以进行线性失稳分析确定临界载荷,然后采用非线性失稳分析确定失稳变形的大小.对不同焊接工艺条件下的低碳钢薄板对接焊变形进行了研究,比较了数值分析与试验测量结果,并且数值计算考虑了薄板不平整度的影响.最后,使用该简化的方法对有加强筋板分段结构的焊接变形进行预测.研究表明,基于固有应变等效载荷的失稳变形计算方法是简单、有效的.