择优蚀坑表征立方晶系冷轧电工硅钢取向性

为确定电工硅钢的晶粒取向性,应用蚀坑技术研究了冷轧无取向硅钢、取向硅钢因择优腐蚀所形成的蚀坑与晶粒取向的关系,分析了{100}面系蚀坑形貌的演变过程,从晶体学角度建立了蚀坑形貌与晶面指数的对应关系.结果发现:无取向硅钢形成不同形貌的蚀坑,其晶面指数为(001)、(011)和(111),或是由它们演变形成的其他晶面指数;取向硅钢形成的蚀坑为同一类型,晶面指数为(011)或由其演变形成的其他晶面指数;晶界也会形成蚀坑,其形貌与相邻晶粒间的取向差有关,取向差大,形成{100}、{110}和{111}面系的蚀坑,取向差小,形成{110}面系的蚀坑.取向硅钢的蚀坑分布具有连续性,晶界的存在并不改变蚀坑的基本特征;取向硅钢蚀坑的底棱相互平行,相差不超过5°,底棱延伸方向与硅钢的轧制方向即[001]方向一致,偏离角度不超过5°.     

α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶的织构形成研究

采用X射线衍射分析(XRD)技术,研究了NdprFeCoB熔体快淬所制备的α-Fee/Nd2Fe14B纳米晶的织构形成过程.结果表明,Nd2Fe14B纳米晶具有较强的(001)织构,而α-Fe纳米晶具有(110)织构,这些织构垂直于薄带表面,且从自由面到激冷面逐渐减弱.从自由面到激冷面,Nd2Fe14B相在(001)晶面法线方向的尺寸和α-Fe相在(220)晶面法线方向的尺寸逐渐减小.在激冷面各晶面法线方向的尺寸相近,表明纳米晶的形状近似于等轴晶.α-Fe/Nd2Fei4B纳米晶织构的形成和生长受合金薄带在凝固过程中热流梯度的控制.     

凝固方向对单晶高温合金枝晶组织的影响

用籽晶法制备了沿不同晶体取向凝同的镍基单晶高温合金试样,研究了单晶中枝晶形貌和一次枝晶臂距随凝固取向的变化规律.结果表明:凝同方向偏离[001]取向小于15°时,枝晶排列比较规则,一次枝晶臂距随偏离角度增大而减小;偏离角度为25°时,部分二次枝晶臂阻断了相邻一次枝晶干的生长,导致一次枝晶臂距增大.沿[011]和[111...     

DD6单晶高温合金980℃蠕变性能研究

研究了第二代单晶高温合金DD6的[001],[011]和[111]取向980℃不同应力条件的拉伸蠕变性能.结果表明,DD6合金的蠕变性能良好,并具有蠕变各向异性;与[011]和[111]取向相比,应力对[001]取向的合金蠕变寿命影响较小;蠕变过程中由于晶体转动[001]结晶取向与主应力轴方向偏离度逐渐减小,而[011]和[111]结晶取向与主应力轴方向偏离度有所增加;[001]取向的合金加工硬化倾向性较大,[011]和[111]取向的合金加工硬化倾向较小.     

Ni基单晶高温合金取向测定方法的研究

论述了在普通的多晶衍射仪上,利用固定2θ角,进行Omega扫描的非对称X射线衍射方法来测定Ni基单晶高温合金[001]取向的原理,对三个具有不同取向角度的Ni基单晶高温合金进行了取向测定,讨论了该方法可测试的单晶体偏差角的范围和进一步扩大测试范围的可能解决方法,以及测试中应注意的问题.利用带有偏差角的非对称扫描方法得到了单晶的(002)晶面的衍射线,讨论了得到该衍射线的意义.     

Fe/GaN、Fe3N/GaN的生长及其性能研究

应用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法,在c轴取向的GaN上生长出Fe颗粒薄膜以及Fe3N薄膜。应用XRD、AFM、XPS以及SQUID等技术对薄膜的结构、表面形貌以及磁学性能等性质进行了分析,结果表明六方结构的GaN上生长的Fe为立方结构,且以Fe(110)//GaN(0002)晶面以及Fe[001]//GaN[11■0]轴的方式存在,而生长的Fe3N为六方结构,且以Fe3N(0002)//GaN(0002)晶面以及Fe3N[11■0]//GaN[1ī00]轴的方式存在。同时,磁学分析表明,平行于薄膜方向为易磁化方向,垂直于薄膜方向为难磁化方向。     

Ti-47Al-2W-0.5Si-0.5B合金中β相生长方向的O点阵分析

将Ti-47Al-2W-0.5Si-0.5B(ABB-23)合金经热等静压和热处理,在透射电镜下观察其组织,在α_2-Ti_3Al相中发现了呈针片状的β相析出物,有多种不同的有规律的长轴方向.β相与α_2-Ti_3Al之间的取向关系为(0001)_(α_2)//{110}_β和<1120>_(α_2)//<111>_β.当沿α_2相的[0001]_(α_2)方向观察时,β相的长轴生长方向均偏离α_2相密排方向<112O>方向约14°用O点阵模型对β相在α_2相中析出时的这种特定的长轴生长方向进行了合理解释。     

羟基磷灰石/α-氰基丙烯酸正丁酯相互作用及力学性能的MD模拟

基于羟基磷灰石陶瓷微球人工骨支架的制备工艺,用分子动力学(MD)方法研究了羟基磷灰石(HA)的三个晶面(001)、(100)、(110)分别与生物胶黏剂α-氰基丙烯酸正丁酯(NBCA)相互作用后混合体系的结合能,并计算分析了(110)晶面的力学性能和径向分布函数。结果表明,三晶面所对应结合能关系为HA(110)HA(100)HA(001);HA(110)晶面与NBCA之间粘结强度高于HA(100)和HA(001)晶面;对聚合度为40的NBCA聚合物与HA相互作用的MD计算表明,HA(110)/NBCA混合体系的力学性能比单组份HA体系有所下降,但满足人工骨对力学性能的要求;元素之间的径向分布函数揭示了混合体系HA/NBCA组分之间的相互作用机理,NBCA与HA(110)晶面存在较强的相互作用。其主要原因是,NBCA中的N原子和羰基中的O原子分别与HA中的H原子形成的氢键,进而说明了HA对NBCA的强吸附作用。     

双轴拉伸Bopp薄膜的织构研究

采用双轴拉伸制取α-聚丙烯薄膜即(Bopp膜)。利用极图测试、ODF三维取向分布函数计算和回算极图方法，研究了Bopp晶态膜的择优取向特征。分析结果表明，双轴拉伸Bopp晶态膜具有高度择优取向，主要的织构组分为C轴([001]轴)集中沿拉伸方向(M向)分布，沿膜面分别为(010)，(110)和(130)晶面。即经双轴拉伸的Bopp晶态膜不再是简单的单轴取向状态，呈现类似于金属薄膜的双轴织构特征。     

两种测定难熔单晶晶面偏离角方法的对比

单晶晶面偏离角的测定是单晶生长和加工过程中的重要环节,通过试验比较研究了两种测定难熔单晶晶面偏离角方法的优缺点。结果表明:在试样高速旋转同时对试样进行固定2θ角扫描的θ扫描方法,能够快速准确地测定出偏离角,测定效率高,完全可以满足现阶段单晶生产过程中对晶面偏离角测定的要求。而另一种方法是由(ω,φ)二维数据确定出晶面偏离角和晶面方位,但该方法测试时间过长,效率低下。     

Ti60合金板材的室温强度与其显微组织和织构的关系

研究了Ti60合金板材的组织、织构随热处理温度的变化规律及其对室温强度的影响。结果表明:对于Ti60合金板材,与轧制态相比,在α单相区热处理后显微组织和织构基本不变;随着热处理温度由α+β两相区升高到β单相区,等轴初生α相体积分数减少直至完全转变为片层次生α相,T型织构成分逐渐消失,并形成新的织构。在热处理温度下初生α相的体积分数,是决定是否形成新织构的主要因素:初生α相大量存在时次生α相的取向与之相近;初生α相体积分数减少对次生α相取向的影响减弱,次生α相的{0001}晶面易形成新的集中取向,与高温轧制变形后形成的β相织构有关。板材同一方向(TD或RD)的室温强度变化主要受晶内亚结构的影响:α单相区热处理后未消除晶内亚结构,板材的室温强度与轧态接近;α+β两相区和β单相区热处理消除了晶内亚结构,使强度明显降低。消除晶内亚结构后,板材相同方向的室温强度受显微组织的影响较小:初生α相体积分数的减少对室温强度没有明显的影响,在两相区不同温度热处理的板材其室温强度相当,β单相区热处理后板材的室温强度呈降低趋势,但是不同方向上的降低幅度受织构的影响较大。织构和晶内亚结构共同影响板材室温强度的各向异性,在晶体学c轴集中取向的方向上强度较高,晶内亚结构的存在弱化织构对拉伸强度各向异性的影响,在两相区和β单相区热处理消除了晶内亚结构,使板材的各向异性增强。     

Al、Cr、Fe掺杂对KDP(001)晶面力学性能影响的第一性原理研究

本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对KDP(001)晶面及三价金属Al、Cr、Fe掺杂KDP(001)晶面的拉伸、剪切应力-应变曲线进行了模拟研究,并对其理想强度、径向分布函数、电子态密度、电荷密度分布进行了分析。研究结果表明,Al、Cr、Fe掺杂KDP晶体后晶格常数只略微增大,掺杂后费米能级附近主要由掺杂元素的Al-3s、Cr-3d、Fe-3d电子轨道占据,且O-2p轨道向低能级移动,结构变稳定。三种掺杂体系沿[001]向和[100]向的拉伸、剪切弹性模量、理想强度均高于KDP晶体,而三种掺杂体系的[110]向剪切弹性模量、理想强度几乎不变。在[001]向拉伸应力作用下,理想及掺杂KDP晶体始终保持四方晶系结构不变。KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Cr、Fe掺杂体系的O-2p轨道由低能级向高能级移动,结构变得不稳定。[100]向和[110]向剪切作用下,理想及掺杂体系均由四方晶系转化为单斜晶系。理想及Cr掺杂KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Fe掺杂体系的O-2p轨道由高能级向低能级移动,结构变稳定。KDP晶体容易沿[110]向发生剪切变形。     

单晶硅预制初裂纹扩展行为的分子动力学研究

采用基于Stillinger-Weber作用势的分子动力学方法研究了单晶硅预制初裂纹前缘方向分别为[100]、[110]、[111]晶向的裂纹扩展行为.模拟结果表明:低温时裂纹尖端形成新的环状结构,温度逐渐升高后,出现母-子裂纹传播机制,裂纹前缘方向为[111]晶向的初裂纹扩展呈现出明显的取向效应.     

Al纳米晶在Fe表面熔化行为的分子动力学模拟

本文应用分子动力学(MD)方法,采用嵌入势模型,在Al纳米晶熔点以上、Fe熔点以下的温度范围内,对Al原子在Fe(001)、(110)和(111)面上的扩散现象进行了系统研究。结果发现,在模拟时间内Al原子的扩散主要发生在Al和Fe直接接触的第一原子层上,且大部分Al原子沿着Fe表面即x-y平面扩散,仅有极少数Al原子沿着z方向向下扩散。Al原子在不同Fe表面上的主要扩散通道并不相同:在Fe(001)面上Al原子沿[110]和[1-10]的扩散几率大致相同;在Fe(110)面上Al原子主要在Fe表面沿[001]方向扩散;在Fe(111)面上Al原子沿[1-10]、[1-01]和[01-1]的扩散几率大致相同。     

聚乙烯醇与羟基磷灰石相互作用的理论分析

为了研究聚乙烯醇在羟基磷灰石晶面上形成的相互作用,文中运用分子动力学方法,从分子理论的角度研究了羟基磷灰石(HA)的(001)、(100)、(110)晶面分别与含不同单元体数(40、80、120)聚乙烯醇相互作用后混合体系的结合能,并对(110)晶面径向分布函数和力学性能进行了计算分析和比较。结果表明,3个晶面所对应结合能大小为HA(110)>HA(100)>HA(001),同时结合能的大小和混合体系的力学性能在一定范围内会随着聚乙烯醇所含单体数的增加而增加,但当单体数达到一定值后结合能与力学性能反而会下降,这与单组分间是否形成有效接触有关;其相互作用主要源自PVA中的O原子分别与HA中的H原子形成的氢键以及Oa-Ca之间形成了离子键。     

金属钛拉伸的分子动力学研究

本文利用分子动力学的研究方法,采用了钛的嵌入式原子势,建立了沿[0001]晶向和[0110]方向拉伸模型,结果表明:两种方向的拉伸均包含弹性变形阶段、屈服阶段、颈缩阶段、断裂阶段.沿[0001]方向拉伸时,滑移系少,取向偏离软取向.变形时屈服强度为3.55GPa,屈服应变为0.063,断裂时的应变达到0.55.沿[01...     

铜铟硒薄膜的外延生长和表面重构及其电池性能研究

在GaAs的(110)、(001)和(111)A、(111)B等极性晶面上, 通过铜铟共溅-硒蒸镀的方法, 分布外延生长出(220/204)、(001)和(112)结晶取向的单晶CIS薄膜. 系统考察了CIS薄膜外延生长的结晶取向和表面微结构, 发现了这些CIS外延薄膜均需表面重构化而形成比表面能低的CIS(112)晶面, 结合晶体结构研究了各种晶面和比表面能的相关性. 通过各种衬底下不同结晶取向的CIS薄膜的太阳能电池组装, 发现当CIS薄膜生长具有(220/204)结晶取向时电池器件性能最好、效率最高, 说明可通过控制CIS薄膜的沉积条件和选用合适取向的衬底, 增加吸收层(220/204)的结晶取向, 从而显著提高CIS薄膜太阳电池的光电性能.     

钼单晶的判定及其偏离角的测试

采用X射线θ扫描旋转法和金相分析相结合的方法 ,对区熔法生长的钼单晶样品进行了判定和 ( 111)晶面取向偏离角的测试 ,对钼单晶中的小角晶界进行了观察和分析。在钼单晶中 ,小角晶界可以在晶内结束 ,其两边的衬度不能在金相显微镜下区分。钼单晶的I θ曲线有一对规整的峰 ,峰的宽度很小 ,这表明晶界两边的晶粒取向差很小。所测试的钼单晶偏离角为 7.6°。上述结果表明 ,该方法对钼单晶测试和判定具有操作简单、测试快速 ,对取向偏离角的测试结果准确等特点     

取向硅钢超大高斯晶粒取向偏离角的X射线衍射测量

介绍了一种适用于超大晶粒取向硅钢的高斯晶粒取向偏离角的X射线衍射测量方法，提出了将试探法和探测器扫描法相结合的方式进行测量。结果表明：该方法可以同时获得准确的实际衍射角度和取向偏离角度，试样制备方式简单，对设备的要求低且测量结果准确。     

近空间升华法制备PbI_2厚膜及其性质研究

采用近空间升华法在玻璃衬底上制备PbI2厚膜,研究了工艺参数对样品晶体结构、形貌和光致发光性质的影响。实验显示,沉积速率随着源温度的升高和沉积气压的下降而急剧增大。XRD谱表明PbI2膜为沿[001]晶向择优取向的六方多晶体,晶粒尺寸随沉积速率的增大而逐渐减小。同时,沉积速率增大还导致膜压应力变大,晶格常数减小,使（001）晶面衍射峰向大角度方向移动。SEM照片显示样品为（001）晶面堆积而成的片状晶粒结构,晶粒c轴与衬底平行。随着沉积速率的增大,晶粒有序性和膜致密度下降,同时（001）晶面上由于六方中心亚晶粒的出现而导致表面粗糙度大幅增大。样品的PL发光谱显示了本征发射特征,发光锋随沉积速率的增大向长波方向移动,同时峰位展宽,强度减弱。