Al2O3对铝熔体中杂质Fe扩散行为影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法从均方位移、自扩散系数、径向分布函数、配位数等方面分析研究了Al₂O₃对铝熔体中杂质Fe扩散行为的影响规律。结果表明：Al₂O₃是影响铝熔体中杂质Fe扩散和富集的关键因素，随着Al₂O₃含量的增加，杂质Fe的均方位移随之下降，且随着时间的延长，均方位移的增加幅度减小，扩散系数从0.173×10^-8 m²/s下降到0.037×10^-8 m²/s，即Al₂O₃含量的增加阻碍了杂质Fe的扩散，且Al₂O₃含量阻碍杂质Fe扩散行为的倾向随着时间的延长而加剧。同时，随Al₂O₃含量的增加，径向分布函数曲线发生明显变化，曲线第一峰的高度逐渐变高，即Fe原子配位数逐渐增加，杂质Fe的聚集程度增加。分析认为Al₂...     

Al2O3/TiB2/Al复合材料的微观结构和高温力学性能

以细雾化铝粉和TiB₂颗粒为原料,通过粉末冶金和热轧制制备微米TiB₂和纳米Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料。室温时,由于TiB₂和Al₂O₃的综合强化作用,Al₂O₃/TiB₂/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为258.7 MPa和279.3 MPa,测试温度升至350℃时,TiB₂颗粒的增强效果显著减弱,原位纳米Al₂O₃颗粒与位错的交互作用使得复合材料的屈服强度和抗拉强度达到98.2MPa和122.5 MPa。经350℃退火1000 h后,由于纳米Al₂O₃对晶界的钉扎作用抑制晶粒长大,强度和硬度未发生显著的降低。     

不同基体对连续Al2O3f/Al复合材料纤维损伤的影响

采用真空气压浸渗法制备了增强体为Al₂O₃纤维,基体合金分别为1A99、ZL210A、ZL301及7075铝合金的连续Al₂O_3f/Al复合材料,并用NaOH溶液提取出Al₂O₃纤维,研究了不同基体对Al₂O_3f/Al复合材料纤维损伤的影响。结果表明,在同样的制备工艺下,不同的基体对Al₂O₃纤维的损伤程度不同。Al₂O₃纤维与纯铝及ZL210A基体界面反应程度微弱,纤维表面光滑,未发现界面反应产物,纤维剩余强度分别为1 746 MPa和1 658 MPa; Al₂O₃纤维与ZL301发生界面反应生成了MgAl₂O₄(镁铝尖晶石),纤维表面较为粗糙,剩余强度为1 584 MPa; Al₂O₃纤维与...     

不同Al2O3含量的Al2O3/Cu复合材料的热变形行为

为探究Al₂O₃含量对Al₂O₃/Cu复合材料热变形行为的影响，采用内氧化法制备了3种Al₂O₃含量(0.28、0.66和1.13 mass%)的Al₂O₃/Cu复合材料，通过热模拟实验对其热变形行为进行了研究。结果表明：在823、923和1223 K时，随着Al₂O₃/Cu复合材料中Al₂O₃含量的增加，复合材料的峰值应力逐渐增大；显微组织观察发现，由于1.13 Al₂O₃/Cu复合材料内动态软化积累程度最大，导致其在1023和1123 K下出现了峰值应力下降现象。经热挤压后，在热变形过程中Al₂O₃/Cu复合材料的软化效果以动态回复为主。同时，发现0.28 Al₂O₃/Cu和0.66 Al     

一种可内生Al2O3扩散障的δ-Ni2Al3-Cr2O3/ Ni-Cr2O3涂层体系

通过对Ni-Cr₂O₃复合镀层620 ℃部分渗铝制备了δ-Ni₂Al₃-Cr₂O₃/Ni-Cr₂O₃涂层体系。Cr₂O₃颗粒在渗铝的过程中和Al反应生成更为稳定的Al₂O₃。1000 ℃恒温氧化20 h后发现,铝化物涂层和复合镀层内掺杂的Cr₂O₃颗粒完全转化为Al₂O₃,并在铝化物涂层/Ni镀层界面自发形成了一层Al₂O₃富集层,该富集层起扩散障作用,阻碍铝化物涂层因互扩散所致的退化。     

定向凝固Ag掺杂Mg3Sb2合金热电性能

通过定向凝固方法可以高效制备Mg₃Sb₂晶体,根据凝固理论计算了平界面生长临界速率,在此速率下可以有效抑制第二相Sb的析出。对不同的凝固速率下的Mg₃Sb₂晶体微观组织进行了分析,表明凝固速率为5μm·s^-1时可以有效减少Mg空位的出现,并在晶体中获得过量Mg原子,有利于更好地提升热电性能。通过消除晶界和Ag元素掺杂有效提升了Mg₃Sb₂晶体的载流子迁移率和浓度,在测试温度区间(300～800K)内,最大电导率值可达309S·cm^-1,同时保持了较高的Seebeck系数值,从而获得了更好的电子传输性能(PF_max=1.2mW·m^-1·K^-2),通过Hall测试和第一性原理计算对此结果进行了验证。Ag掺杂浓度为2.5at%下相应的热电优值最高可以达到0.67,此方法为Mg₃Sb₂基热电材料性能优化提供了新的...     

SiC界面涂层对碳纤维针刺毡增强Al2O3复合材料力学性能的影响(英文)

分别采用3D碳纤维针刺毡为增强体以及聚碳硅烷(PCS)衍生SiC涂层为界面相,通过溶胶-浸渍-干燥-热处理(SIDH)技术制备C/Al₂O₃复合材料,研究SiC界面涂层对C/Al₂O₃复合材料力学性能、抗氧化性能和抗热震性能的影响。结果表明,C/Al₂O₃复合材料的断裂韧性显著优于Al₂O₃单体陶瓷,引入SiC界面涂层后,尽管断裂功有一定程度下降,但C/Al₂O₃复合材料的强度得到明显提高;得益于SiC涂层和C纤维之间的强结合,C/SiC/Al₂O₃复合材料在静态空气中表现出明显优于C/Al₂O₃复合材料的抗氧化和抗热震性能。     

Ni-Ir/Al2O3负载型催化剂的制备及其用于水合肼分解制氢性能

采用一种简单的浸渍-还原工艺制备出镍-铱/氧化铝(Ni-Ir/Al₂O₃)负载型催化剂用于水合肼(N₂H₄·H₂O)催化分解制氢。该催化剂是将活性组分Ni-Ir负载于颗粒状Al₂O₃载体上制备而成，采用TEM、XRD、XPS、BET和H₂-TPD等对其结构进行表征，并结合N₂H₄·H₂O催化分解制氢实验开展了催化剂配方优化、催化反应动力学及循环耐久性研究。结果表明，粒径2～4 nm的Ni-Ir合金活性金属均匀负载于Al₂O₃载体表面，Ni₆₀Ir₄₀/Al₂O₃催化剂在293～353 K温度范围内均表现出优异的肼催化分解活性(>200 h^-1)，在该宽温域范围内的制氢选择性高达99%以上，且...     

Al2O3掺杂对烧结钕铁硼磁体电阻率和磁性能的影响

采用晶间掺杂法在钕铁硼合金粉体中掺入Al₂O₃,制备了Al₂O₃掺杂的烧结钕铁硼磁体,研究了Al₂O₃掺杂对钕铁硼磁体的电阻率、磁性能和微观结构的影响。结果表明：磁体电阻率随着Al₂O₃掺杂量的增加逐步提高,由未掺杂时的125.2μΩ·cm提高到Al₂O₃掺杂量为0.5 mass%时的144.4μΩ·cm,提高了15.3%;磁体矫顽力随着Al₂O₃掺杂量的增加呈先增大后减小的趋势,未掺杂磁体的矫顽力为13.28 kOe,当Al₂O₃掺杂量为0.3 mass%时,矫顽力达到最大值14.97 kOe,继续增加Al₂O₃掺杂量,磁体矫顽力开始下降;剩磁随着Al₂O₃掺杂量的增加逐步降低,由未掺杂时的13...     

纳米A2lO3对激光熔覆钴基合金涂层组织的影响

利用5kW CO₂激光器,在镍基高温合金表面熔覆纳米Al₂O₃/钴基合金复合材料,制备了涂层。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了熔覆层的组织结构。结果表明,加入纳米Al₂O₃,界面的生长形态发生变化,由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶;纳米Al₂O₃含量大于1%时整个断面获得等轴枝晶组织;纳米Al₂O₃作为异质形核的核心,细化了组织;纳米Al₂O₃在熔覆层中分布不均匀,促进了γ-Co向ε-Co的转变;熔覆层的亚结构为层错。对熔覆层的组织形成机理进行了分析。     

Elaboration and characterization of Al doped ZnO nanorod thin films annealed in hydrogen

ZnO thin films doped with Al concentrations of 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 at% were prepared by a sol-gel spin-coating method on glass substrates and respectively annealed at 550 °C for 2 h in hydrogen and air. The X-ray diffraction and selected-area electron diffraction results confirm that the Al doped ZnO thin films are of wurtzite hexagonal ZnO. The scanning electron microscope results indicate that the Al doped ZnO nanorod thin films can be got by annealing in hydrogen rather than in air. The optical properties reveal that the Al doped ZnO thin films have obviously enhanced transmittance in the visible region. The electrical properties show that the resistivity of 1.0 at% Al doped ZnO thin films has been remarkably reduced from 0.73 Ω m by annealing in air to 3.2 × 10⁻⁵ Ω m by annealing in hydrogen. It is originated that the Al doped ZnO nanorod thin films annealed in hydrogen increased in electron concentration and mobility due to the elimination of adsorbed oxygen species, and multicoordinated hydrogen.     

退火升温速率对VO2薄膜相变性能的影响

采用溶胶-凝胶法在云母(001)衬底表面制备氧化钒薄膜,然后通过高温退火获得VO2多晶膜.利用SEM、FTIR等手段,分析不同退火升温速率条件下所制备薄膜的微观形貌、光学性能和热致相变特性.结果表明:在退火升温速率为8 ℃/min时,所制备的VO2薄膜具有最优异的热致相变特性,相变温度为65 ℃,滞后温宽为10 ℃.     

钨钒共溅热致变色薄膜的制备及其红外光学性能

为解决VO2薄膜相变温度过高,热滞回线温宽过大以及掺杂后红外透过率变低等问题,开展了低成本钨钒共溅热致变色薄膜制备工艺的探索。先在室温条件下采用磁控共溅射的方法于玻璃基片上制备得到含钨量为1.4%的金属薄膜,再在空气中采用后退火工艺使金属薄膜充分氧化为热致变色薄膜。对薄膜样品的物理结构和光学性能进行了分析,发现钨钒共溅没有改变VO2薄膜在玻璃表面择优取向生长,但显著改变了VO2薄膜的表面形貌特征。观察到钨钒共溅热致变色薄膜的相变温度较普通VO2薄膜从68℃降低至40℃,热滞回线温宽由6℃缩小为3℃,低温半导体相的红外透过率分别为62%和57%。结果表明,钨钒共溅可达到相变温度降低,热滞回线温宽变窄,掺杂前后红外透过率变化不大之目的。     

Pr-Zr固溶体的制备及其氧化性能研究

通过共沉淀法制备了Pr0.7Zr0.3O2-δ复合氧化物氧载体,考察了制备温度、老化时间、pH以及母液浓度对Pr-Zr固溶体形成的影响,借助XRD、H2-TPR、O2-TPD和甲烷气-固反应等手段,进行了Pr-Zr固溶体制备最优路径的探索与其氧化性能的研究。结果表明:以Pr(NO3)3·6H2O和Zr(NO3)4为前驱盐,沉淀温度20℃、pH=12、800℃焙烧可制得Pr0.7Zr0.3O2-δ完美固溶体,固溶体的形成可增强材料晶格氧的移动性,从而提高其与甲烷的反应活性。     

磁控溅射Al-Fe-Sn 薄膜的电输运性能

在电子工业中,为了制备低电阻率的Al合金薄膜,需要对薄膜进行退火。虽然材料的电阻率与其电输运性能密切相关,然而目前为止,对于铝合金薄膜的电输运性能研究甚少。 本文首先利用TEM对于磁控溅射铝合金薄膜的结构,特别是与基底界面处的结构进行了表征。在此基础上,利用霍尔效应测试了解界面状态的变化对于霍尔载流子浓度及迁移率的影响。 我们实验的结果表明, 在退火的过程中,薄膜与下层基底之间通过扩散过程形成紧密接触,从而使得合金薄膜同时具有较高的载流子浓度以及载流子迁移率。最后,利用一个新提出的能带模型,解释所观察到的界面变化对于电导率的影响。     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

大气条件下AlCrON基光谱选择性吸收涂层的热稳定性

设计并制备了Cr/AlCrN/AlCrON/AlCrO光谱选择性吸收涂层,利用GIXRD、SEM、AFM和TEM研究了退火过程中涂层微结构的演变规律。结果表明,该涂层在大气条件下、500℃退火1000 h后,其吸收率由退火前的0.910提高至0.922,发射率由退火前的0.151降低至0.114,表现出优异的热稳定性。微观组织分析表明,AlCrN和AlCrON吸收层在退火过程中发生了部分晶化,形成了氮化物纳米颗粒,这可以增加对光的反射和散射,有助于提高涂层的吸收率;退火后AlCrO减反射层中则形成了少量的Cr₂O₃和Al₂O₃纳米颗粒,可以减少涂层表面对太阳光的反射,有助于降低涂层的发射率。同时,退火过程中Al原子向纳米颗粒表面偏聚,并在大气环境下发生氧化形成Al₂O₃层覆盖在纳米颗粒表面,能够起到阻止纳米颗粒长大的作用,这对于维持AlCrON基光谱选择性吸收涂层微结构和光学性能的稳定性具有重要的作用。此外,涂层中的非晶基体在退火处理中仅发生结构弛豫,并且由于非晶中的原子扩散非常缓慢,有助于抑制高温条件下涂层中纳米颗粒的扩散,保证纳米颗粒不发生团聚。     

Synthesis and characterization of CrZrAlN films using unbalanced magnetron sputtering with segment targets

In this work, CrZrAlN thin films with various Al contents were synthesized with an unbalanced magnetron sputtering technique using segment targets. Microstructure, surface morphology, and film hardness were investigated as functions of the Al content; X-ray diffraction, atomic force microscopy, and a microhardness tester were used to carry out the investigations. The thermal stability of the films as a function of the Al content was evaluated by annealing the films at temperatures up to 500 °C for 30 min in air. The synthesized CrZrAlN thin films with Al content from 0 to 12.9 at.% consisted mainly of the crystalline NaCl B1 fcc solid solution phase. With the addition of Al to the CrZrN thin film, the microstructure of the film changed from dense and compact to a columnar structure, and the preferred orientation of the films changed from (111) to (200) plane. The hardness of the film decreased slightly as the Al content increased, and the thermal stability of the CrZrAlN thin films deteriorated. The columnar microstructure in the CrZrAlN thin film is believed to provide a fast route for oxygen to diffuse, resulting in a poor oxidation resistance of the film. Contrary to expectations, the addition of Al to the CrZrN thin film did not improve the oxidation resistance of the film. A way to break the columnar microstructure of the CrZrAlN thin film should be developed in order to improve the oxidation resistance of the film.     

表面施加含稀土氧化物薄膜对Fe25Cr高温氧化的"活性元素效应"

研究了表面施加含有不同量Y     

基体对硅钼薄膜结构及电学性能的影响

采用射频磁控溅射法在硅基底上制备了硅钼薄膜，并研究了不同基体对薄膜相结构、表面形貌及电学性能的影响。XRD，AFM和SEM分析结果表明，硅和石英玻璃基体上沉积的硅钼薄膜为非晶，而氧化铝基体上沉积的硅钼薄膜为多晶。四探针电阻测试结果表明，随着退火温度的升高，硅基体和氧化铝基体上的硅钼薄膜其方阻逐渐降低，而石英玻璃基体上的硅钼薄膜其方阻却异常增大。