金刚石膜内晶粒尺寸和取向对其热导率的影响

研究了金刚石膜内晶粒尺寸和取向程度对金刚石膜热导率的影响。通过对衬底表面进行不同研磨时间的处理和适当的工艺条件，采用灯丝热解化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）的方法在单晶硅衬底上形成了具有不同晶粒尺寸和不同程度（１００）晶面取向的金刚石膜，并研究了其热导率。结果表明，由大晶粒和较高程度（１００）晶面取向的晶粒构成的金刚石膜具有热导率特性。     

薄规格取向硅钢二次再结晶过程中Goss织构演变的Monte Carlo模拟

通过EBSD实验获取了薄规格取向硅钢(0.18 mm厚)初次再结晶样品表面晶粒组织的取向数据,并以此构建模拟的初始组织.采用Potts模型Monte Carlo方法对薄规格取向硅钢初次再结晶样品的二次再结晶过程进行了模拟仿真,研究了表面能对Goss织构演变的影响.模拟结果表明:Goss取向晶粒与相邻晶粒的表面能差是Goss取向晶粒异常长大的重要驱动力;表面能差存在一个临界值(约12％),只有当表面能差大于此临界值时才会发生表面能驱动Goss取向晶粒的异常长大.     

基于Monte Carlo方法对陶瓷微观结构演化的模拟

从晶粒生长概率、晶粒取向数的选择方法、晶粒和气孔的生长速度控制等方面改进了Monte Cario方法.根据晶粒生长机理模拟了在不同烧结温度、烧结时间条件下陶瓷微观结构的演化过程,并通对纳米Al2O3陶瓷在不同温度、不同时间条件下的烧结试验研究证明了模拟结果与试验结果相吻合.采用的Monte Carlo方法可以准确、快速地预测陶瓷烧结时微观结构的演化.     

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交叉轧制后,不同初始晶粒尺寸的板材均发生了孪生现象,但粗晶板材的晶粒尺寸仍明显大于细晶板材.退火处理后,细晶退火态板材组织均匀性较好,而粗晶退火态板材的组织虽有细化,但并不均匀.随着交叉轧制次数的增加,两种板材内非基面取向晶粒都有所增加.退火后粗晶板材中非基面取向晶粒更多.结论 晶粒细化和晶粒取向强化导致退火后的交叉轧制细晶镁合金板材具有更高的强度.粗晶板材伸长率较高主要与其具有更多的非基面取向晶粒有关.     

O2气流量对MOCVD法生长ZnO薄膜性质的影响

采用低压MOCVD方法,在(0001)Al2O3衬底上沉积了ZnO薄膜.研究了Ⅵ族源O2气流量的变化对薄膜结构、表面形貌及光致发光特性的影响.增加O2气流量,ZnO薄膜结晶质量有所降低,半高宽从0.20°展宽至0.30°,由单一c轴取向变成无取向薄膜.同时,生成的柱状晶粒平均尺寸减少,晶粒更加均匀,均方根粗糙度减小.PL谱分析表明随O2气流量加大,带边峰明显增强,深能级峰明显减弱,ZnO薄膜光学质量提高.这些事实说明在本实验条件下,采用低压MOCVD方法生长的ZnO薄膜在光致发光特性主要依赖于Zn、O组份配比,而不是薄膜的微观结构质量.     

薄规格取向硅钢二次再结晶过程中Goss织构演变的Monte Carlo模拟

通过EBSD实验获取了薄规格取向硅钢(0.18mm厚)初次再结晶样品表面晶粒组织的取向数据,并以此构建模拟的初始组织。采用Potts模型Monte Carlo方法对薄规格取向硅钢初次再结晶样品的二次再结晶过程进行了模拟仿真,研究了表面能对Goss织构演变的影响。模拟结果表明:Goss取向晶粒与相邻晶粒的表面能差是Goss取向晶粒异常长大的重要驱动力;表面能差存在一个临界值(约12%),只有当表面能差大于此临界值时才会发生表面能驱动Goss取向晶粒的异常长大。     

0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究

利用X射线衍射织构分析技术和电子背散射衍射微织构分析技术,对0.20mm CGO硅钢薄板在高温退火缓慢升温过程中表层和次表层的织构演变规律进行了研究。结果表明:0.20mm CGO硅钢在高温退火过程中经历了低温回复、初次再结晶、初次再结晶晶粒长大和二次再结晶形成最终锋锐Goss织构的演变过程。Goss取向晶粒最初起源于变形回复基体中残存于{111}〈112〉形变带上少量的Goss晶粒亚结构,600℃保温2h后,Goss取向晶粒率先从变形基体中转变形核,在随后的升温过程中逐渐发生再结晶,Goss取向晶粒在此过程中并不具有尺寸优势,700℃时初次再结晶完成,基体中以γ纤维织构和{112}〈110〉织构为主;随着退火温度的升高,Goss晶粒的含量和平均晶粒尺寸逐渐增加,在900~1000℃之间,Goss取向晶粒迅速"吞噬"其他取向晶粒形成锋锐的Goss织构,1000℃时已经发生了二次再结晶。     

溅射沉积法制备金薄膜的结构特性

在不同的生长阶段Au膜具有不同的表面微结构.随着厚度的增加,薄膜晶粒要经历成核、正常晶粒生长和反常晶粒生长过程,在不同的过程中Au膜呈现出不同的表面形貌.在正常晶粒生长阶段,薄膜晶粒呈柱状生长;随后的反常晶粒生长过程中会出现晶粒吸收现象,使具有较优取向的晶粒越长越大.X射线衍射图(XRD)显示Au膜具有(111)面取向优势.利用LSW理论模型计算并解释了晶粒反常生长过程.     

镁合金AZ31高温形变机制的织构分析

利用X射线衍射和背散射电子衍射方法测定了镁合金AZ3l高温动态再结晶和超塑形变时的宏观和微观织构,分析了晶粒内部的形变机制.结果表明,在动态再结晶和超塑形变过程中,晶粒内部的滑移机制仍起重要作用,表现为再结晶晶粒出现择优取向以及一些晶粒可充分均匀形变成长条状.宏观织构的测定表明,具有不同初始织构的两类样品高温动态再结晶时,新晶粒有不同的取向择优过程,形成相似的织构;长条形变晶粒内部开动的滑移系也有一定的差异.分析了不同温度下相同的织构对应的不同塑变机理取向成像分析表明,基面织构取向的晶粒间总伴随着较高比例的小角晶界和30°(0001)的取向关系,这是六方结构的六次对称性限制了动态再结晶时(亚)晶粒间取向差的有效增大的缘故.     

压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展

由于取向生长技术可以显著地提高压电陶瓷的性能, 并且不会降低材料的居里温度, 故压电陶瓷的晶粒取向生长技术已成为研究的热点. 本文分别从定向凝固技术、多层晶粒生长技术、模板晶粒生长技术和反应模板晶粒生长技术等四个方面,归纳和分析了近年来压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展,并对压电陶瓷晶粒取向生长技术今后的研究和发展提出一些建议.     

拉伸变形纯铜的显微组织特征

为了研究多晶体中晶粒取向对其形变显微组织的影响，采用透射电镜定量表征了拉伸变形无氧高纯铜(0FHC)的显微组织，研究了形变显微组织与晶粒取向之间的相关性．结果表明：在晶粒内部形变显微组织均匀一致，而在不同晶粒之间则存在明显差异；根据位错组态的不同可将形变组织分为3种类型，即I型组织、Ⅱ型组织、Ⅲ型组织；不同类型形变显微组织与晶粒取向间存在明显的相关性．     

冷轧压下率及初始高斯晶粒取向度对超薄取向硅钢织构演变与磁性能的影响

以不同高斯取向度的取向硅钢成品板为初始原料,采用一次冷轧法制备0.06~0.12mm厚的取向硅钢薄带。利用EBSD取向成像技术研究冷轧压下率以及初始高斯晶粒取向度对超薄取向硅钢织构演变与磁性能的影响。结果表明:随着冷轧压下率增大和厚度减小,退火后再结晶织构增强,当压下率为70%时,再结晶织构中RD∥〈001〉织构最锋锐,磁性能最佳;初始样品高斯取向度越高,制备的薄带样品磁性能越好;因此,生产高性能的取向硅钢薄带应选用初始高斯晶粒取向度较高的成品板。     

不同晶粒取向铜与45钢配副时的摩擦磨损机制

为了考察不同晶粒取向纯铜与45钢配副时的摩擦磨损性能,采用于滑动磨损方式,研究了表面具有水平/垂直晶粒取向纯铜销配副45钢圆盘的摩擦学行为,表征了配副材料磨损表面的形貌和组成.结果表明:晶粒水平取向的纯铜销与45钢圆盘干滑动磨损时,摩擦系数较小且稳定,氧化磨损占主导地位;晶粒垂直取向的纯铜销与45钢圆盘干滑动磨损时,摩擦系数较大且波动剧烈,磨粒磨损及黏着磨损占主导地位.     

薄规格取向硅钢中晶粒取向和尺寸对Goss晶粒异常长大的影响

利用EBSD技术统计了薄规格取向硅钢片中初次再结晶和二次再结晶前期组织中{411}〈148〉、{111}〈112〉、{100}〈025〉取向晶粒尺寸分布,分析了三种不同取向的晶粒对Goss晶粒异常长大的影响。结果表明:初次再结晶组织中不同的取向晶粒对应的平均晶粒尺寸(d)存在差异,{411}〈148〉取向晶粒的平均尺寸最大,其次为{100}〈025〉取向晶粒,{111}〈112〉取向晶粒的平均尺寸最小。Goss取向晶粒异常长大的过程中优先吞噬{111}〈112〉取向晶粒,其次是{411}〈148〉取向晶粒,最后是近{100}〈025〉取向晶粒和近黄铜取向晶粒。{111}〈112〉、{411}〈148〉取向晶粒对Goss取向晶粒异常长大的影响主要体现在二次再结晶的前期。因此,可以推断取向硅钢中最终残留的"岛晶"可能来源于近黄铜取向晶粒或近{100}〈025〉取向晶粒。     

压下率对轧制单层晶极薄带晶界滑移特性的影响

采用退火态单层晶轧制铜箔为原料,进行不同压下率的箔轧.以多晶体位错滑移及塑性流动机制为基础,建立了考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移本构模型,分析了压下率对轧制单层晶极薄带晶界附近区域变形分布特性、取向演化和滑移系激活规律的影响,并探讨其机理.确定了合理的材料本构参数,铜箔拉伸实验与晶体塑性有限元模拟得到的应力-应变曲线一致.所建立的晶体塑性有限元模型,可很好的模拟最大压下率达到80%时轧制单层晶铜箔的变形过程.结果表明:1)由于晶粒形状、晶界及晶粒取向的作用导致晶内-晶间变形分布非均匀性;2)由于晶粒间复杂的相互作用导致晶粒取向主要绕横向(TD)进行旋转,且旋转角度和取向分散度随压下率的增加而增大;3)在晶内-晶间不同区域的滑移系启动存在显著差异,启动滑移系随压下率的增加而增多,当压下率小于等于60%时,在晶粒表层和晶界处,滑移系成对发生启动,当压下率达到80%时,表层和晶界处为多滑移系启动情形;4)滑移最先从晶粒表层和晶界处开始,然后向晶粒内部延伸.     

脉冲电沉积工艺对镍镀层结构与硬度的影响

为了优化脉冲电镀镍工艺,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度仪研究了脉宽、脉间、峰电流密度对镀层的晶粒尺寸、表面形貌、晶体取向和硬度的影响.结果表明,保持峰电流密度和脉间不变,镀层的晶粒尺寸随着脉宽的增加先减小后增加.当脉宽由0.1ms增至8ms,晶体取向由(111)织构向(200)织构转变.保持峰电流密度和脉宽不变,当脉间的增加,晶粒尺寸增大,但晶体的取向不变.增加峰电流密度能够显著降低镀层的晶粒尺寸.当峰电流密度由0.2A/cm2增至2.0A/cm2,晶体取向由随机态向强的(200)织构转变.镀层的硬度与镀层的晶粒尺寸有关,晶粒尺寸较大时,服从Hall-Petch关系,晶粒尺寸较小时,产生纳米效应,反Hall-Petch关系.因此,脉宽、脉间、峰电流密度均能显著影响镀层的显微硬度.     

低碳钢压缩时的微观形变不均匀性

多晶形变总是不均匀的,不同取向晶粒内激活的滑移系数目不同,微观组织也有差异.这种差异对随后的动(静)态再结晶或相变有不同的影响.本文利用取向成像确定了低碳钢单向压缩条件下浸蚀后在光学镜和扫描电镜下观察到的铁素体晶粒灰度与取向的关系.测出了压缩形变后的主要织构〈111〉和〈100〉取向晶粒内形变不均匀性的差异.同时讨论了形变造成被压碎的珠光体团周围铁素体亚晶转动较快、进而促进动态再结晶的现象.     

钕铁硼永磁合金的晶粒相互作用和矫顽力

钕铁硼永磁合金的矫顽力由单个晶粒的矫顽力和晶粒之间的相互作用决定。晶粒的矫顽力及其相互作用与晶粒取向有关。按照不同的矫顽力机制,晶粒的矫顽力及其角度关系有不同的表达式。晶粒相互作用可分为长程静磁相互作用和近邻晶粒的交换耦合相互作用。烧结磁体的交换作用影响很小,静磁相互作用影响较大,使晶粒混乱取向磁体的矫矫顽力大于晶粒理想取向磁体的矫顽力。综合考虑单个晶粒的矫顽力和不同取向晶粒之间的相互作用的影响。     

Ba掺杂对稀土硼化物GdB6结构,晶粒取向和热发射性能的影响（英文）

采用反应放电等离子烧结技术,以BaH2,GdH2纳米粉和B粉为原料,成功制备了多晶稀土硼化物(BaxGd1-x)B6(x=0,0.2,0.4,0.8).采用XRD、EBSD技术研究了掺杂元素Ba对GdB6晶体结构及晶粒取向的影响,并测量不同温度下的热发射性能.结果表明,所有烧结样品与传统烧结方法相比,具有高致密度(>97%)和很高的维氏硬度(2070 kg/mm2).GdB6在1873 K时,最大发射电流密度为11 A/cm2,该值远高于传统方法制备的电流密度值.随着Ba含量的增加,发射电流密度从11 A/cm2减小到2.25 A/cm2.     

织构化SrBi2Nb2O9陶瓷的制备工艺研究

以熔盐法合成各向异性的片状单相SrBi2Nb2O9 (SBN) 陶瓷粉体作为模板,采用模板晶粒生长(TGG)技术成功得制备出织构化SrBi2Nb2O9 (SBN) 陶瓷.通过SEM和XRD分析了烧结制度及模板尺寸对SBN陶瓷晶粒取向率的影响.结果表明,晶粒取向率随着烧结温度、烧结时间、升温速率、模板尺寸的升高而升高.合理控制制备工艺可获得晶粒取向率为0.89的高度织构化SBN陶瓷.织构化SBN陶瓷的相对体积密度随着模板平均粒径的增加而降低.在高温阶段,片状SBN模板晶粒消耗周围的基体粉体沿着流延方向生长,从而最终得到晶粒高度定向的陶瓷.