温梯法蓝宝石(Al2O3)晶体的脱碳去色退火研究

温度梯度法(TGT)生长的Al₂O₃晶体因石墨发热体在高温时的挥发和原料中过渡性金属离子的存在,晶体在不同部位呈现不同颜色,一般上部为浅红色,尾部为浅黄绿色.将TGT法生长的Al₂O₃晶体(φ110×80mm³)依次经过高温氧化气氛、高温还原气氛脱碳、去色退火实验,即“两步法”退火实验,晶体变成无色、透明.经测试,Al₂O₃晶体的完整性、光学透过率和光学均匀性均有显著提高.     

Al2O3/Ni金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用包裹工艺和热压工艺制备了Al2O3/Ni金属陶瓷.在1450°C热压Ni包裹Al2O3复合粉体得到相对密度＞98%的金属陶瓷,当温度＞1400°C时,随着Ni含量的增加致密度下降.Ni颗粒位于三角晶界,随着含量的增加,断裂方式由沿晶转为穿晶断裂;在A12O3基体中引入Ni颗粒能够降低晶粒尺寸,提高强度和韧性.与单相Al2O3的力学性能相比,综合力学性能较好的NA4金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别提高了19%和35%,分析了金属陶瓷的增强增韧机制.     

TiO2和α-Al2O3晶体的生长习性

通过水热法制备粉体的实验观察到金红石、锐钛矿和α－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长习性,采用配位多面体生长习性法则合理地解释了ＴｉＯ２和α－Ａｌ２Ｏ３的生长习性,其主要结果为α－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长飞快生为平板｛０００１｝,其各晶面的生长速度为：Ｖ｛０００１｝〈Ｖ｛１１２３｝〈Ｖ｛０１１２｝＝Ｖ｛１１２０｝〈Ｖ｛０１１０｝;金红石的生长习性为柱状,其各晶面的生长速度为;Ｖ〈１１０〉〈Ｖ〈１００〉〈Ｖ〈１０１〉     

Al2O3微粉的表面改性及表征

以α—Al2O3微粉为基体，Y(NO3)3溶液为包裹相，采用液相包裹法进行加钇颗粒表面改性。获得了表面均匀包裹Y2O3的α—Al2O3粉体。将此粉体与Al合金复合制备复合材料，复合材料组织更加均匀，对材料进行力学性能测试，结果表明：改性粉体对Al合金增强效果明显增加，抗拉强度提高27．2％，屈服强度提高33．1％，延伸率提高10．3％。     

不锈钢表面Al2O3膜的微弧氧化制备

报道了在奥氏体不锈钢表面制备氧化物陶瓷膜的新方法．首先用热浸镀工艺在不锈钢表面镀铝，然后利用铝的微弧氧化形成了Al2O3陶瓷膜．对所获得的样品进行了断面形貌观察、成分和相组成分析发现，在金属间化合物上形成的陶瓷膜主要由Q．A1203和γ-Al2O3构成，γ-Al2O3的含量高于α-Al2O3．对其硬度测试发现，从基底到表面硬度呈梯度分布，氧化物陶瓷表面的硬度约为800HV．     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

Al/Al2O3陶瓷接合基板的制备及性能研究

在675－825℃、氮气气氛下，使用石墨模具压铸的方法制备出Al/Al2O3电子陶瓷基板，利用力学拉伸试验机测试了Al和Al2O3的结合强度，界面抗拉强度＞15．94MPa，使用金相显微镜、SEM等微观分析仪器研究了其界面的微观结构。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜。X射线光电子谱和X射线衍射分析表明，在600℃沉积温度下，Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ－Al2O3薄膜。薄膜的折射率为1．7，与稳定的α－Al2O3体材料相当。     

表面诱导沉淀法制备Al2O3-ZrO2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法,制备了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料,利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征,结果表明：在ｐＨ＝５时,可以使ＺｒＯ２前驱体均匀地包裹在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面,经过８００℃煅烧之后,Ａｌ２Ｏ３ｘ颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ２颗粒,ＺｒＯ２颗粒尺寸均匀,该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后,未发生ＺｒＯ２颗粒脱落现象,表明ＺｒＯ２颗粒与Ａｌ２Ｏ３颗粒表面     

Ag/Al2O3 界面结构与O2分压关系的原子级热力学模拟

采用第一原理方法研究了Al终断（Al-terminated），O终断（O-terminated），Al2终断（Al2-terminated）的Ag／α-Al2O3界面．基于原子级热力学模拟，建立了Ag／Al2O3界面结构与O2分压关系．分别采用了参考Al化学势和参考O化学势作为环境变量的两种近似处理方法，发现它们预测的从Al终断向O终断转变的氧分压点相差约4个数量级．通过对界面热容的估算，判断出更准确的结果应在两个近似之间，而且用Al化学势作参照的结果应与实验结果更接近．Ag／Al2O3界面结构与O2分压的关系与文献报道的相应润湿性（wetting）实验具有同样的趋势．理论预测的结构转变点与实验结果的误差在合理的范围内．     

温梯法生长掺碳强韧化蓝宝石单晶的研究

研究了温梯法生长不同浓度石墨碳掺杂蓝宝石单晶的室温力学性能。实验发现在蓝宝石单晶中, 掺入适量石墨碳可以显著提高晶体常温断裂强度和断裂韧性, 而不损害晶体的可见和近红外透过性能。当其掺入的石墨浓度为5×10^-3时, 蓝宝石单晶的断裂强度和断裂韧性平均分别提高到752 MPa和2.81 MPa·m1/2, 而其可见和近红外透过率依然达80%。掺杂的石墨碳在蓝宝石晶体中部分作为晶格间隙离子, 对蓝宝石单晶的开裂具有钉扎作用, 达到提高蓝宝石单晶常温力学性能的效果。但是过量石墨碳的掺杂会引起掺质的组分偏析, 晶体中出现碳包裹物, 从而导致晶体力学性能和光学性能的下降。     

A Comparison between TGT and Cz Grown Nd：YAG

Large sized neodymium-doped Y3Al5O12 （Nd：YAG） laser crystals have been grown by temperature gradient technique （TGT） method and compared with Czochralski （Cz） method. The comparison of these two crystal growth methods has been listed. The results showed that the TGT method has many advantages over the Cz method. The concentration distribution of Nd ions in the crystals was determined and the absorption spectra of these crystals have been investigated and compared. The TGT grown highly doped Nd：YAG crystal has a larger absorption FWHM than that of Cz grown Nd：YAG crysral. Highly doped Nd：YAG （～2.8 at. pct） crystals could be obtained by TGT.     

导模法生长微孔蓝宝石晶体工艺及性能研究

采用导模法生长了内孔径470 μm的蓝宝石晶棒和内孔径160 μm板形蓝宝石晶体。基于求解拉普拉斯方程的数值解, 得到生长界面处微孔的熔体膜轮廓曲线, 采用插入钼丝的方法设计了生长模具以形成和维持晶体内的微孔尺寸, 同时解决了微孔蓝宝石长晶生长过程中的两个难点: (1)获得高质量的蓝宝石晶体; (2)在蓝宝石晶体中形成并维持所需的内孔尺寸。所生长的晶体透明完整、无开裂、双晶摇摆曲线测定显示其衍射半峰宽为3.8°, 具有良好的结晶质量     

导模法生长白宝石单晶中的缺陷观察

本文采用导模法生长出了白宝石（1102）片晶和（0001）棒晶．在此基础上实验观察了白宝石单晶中的位错、亚晶界和小品面等缺陷的形态、数量及分布,讨论了生长条件对它们的影响．结果表明,晶体生长速率和籽晶质量是影响晶体缺陷的两个主要因素．     

导模法生长蓝宝石单晶光纤的缺陷和光学特性研究

通过导模法(EFG)成功生长了蓝宝石单晶光纤(直径400~1000 μm, 长度500 mm)。光纤的横截面大致为圆形, 侧面无明显的小面, 直径变化小于40 μm。本研究对晶体缺陷, 例如微气泡, 包裹物和生长条纹等进行观察与分析, 得出: 大多数微气泡是球状的, 且存在于光纤的外侧缘; 在蓝宝石光纤外侧面也观察到少量的钼包裹物元素; 新模具在前几次使用中往往会产生更多的钼夹杂物, 在多次使用后降低。通过对熔体膜流体流动的实验和数值模拟, 研究蓝宝石光纤中微气泡尺寸和分布, 实验和数值模拟的结果显示出良好的一致性。微气泡的分布取决于熔体膜处的流体流动模式, 流体流动的涡流使微气泡在热毛细对流作用下移动到蓝宝石光纤外侧缘。633 nm处的吸收损耗为9 dB/m, 包裹物和表面不规则性会增加散射损耗。     

MBE技术蓝宝石衬底上生长VO2薄膜及其太赫兹和金属-绝缘体相变特性研究

采用分子束外延(MBE)技术在单晶蓝宝石衬底上生长了高质量化学计量比二氧化钒(VO₂)薄膜, 通过该技术实现薄膜厚度15~60 nm精确控制。对于优化条件下VO₂薄膜, 实现了电阻率变化超过4个数量级的优异金属-绝缘体相变, 近似于之前报道高质量单晶VO₂相变特性。特别是通过太赫兹时域光谱分析了不同厚度的VO₂薄膜在太赫兹波段的光学特性。结果表明: VO₂薄膜的厚度对其在太赫兹波段的光学特性有很大影响。因此, 为了获得更优的可靠性和重复性能, VO₂薄膜的厚度必须得到精确控制。本研究结果对于下一步VO₂基太赫兹器件研究具有重要意义。     

Studying the Characteristics of Transistors Based on Gallium Nitride Heterostructures Grown by Ammonia Molecular Beam Epitaxy on Sapphire and Silicon Substrates

Technical Physics Letters - Ammonia molecular-beam epitaxy has been used to grow gallium nitride (GaN) transistor heterostructures on sapphire and silicon substrates. GaN transistors with a 1.2-mm...     

热蒸发制备CdSe薄膜的退火工艺研究

采用真空热蒸发技术在光学玻璃基底上制备了CdSe薄膜,研究了真空下不同退火温度和退火时间对CdSe薄膜晶体结构和表面形貌的影响。XRD结果表明,在400~500℃范围下退火2h、5h的CdSe薄膜晶型不发生改变,结晶性随退火温度升高而增强,其晶粒尺寸从32nm增加至50nm。SEM结果表明,在450℃下退火2h后的CdSe薄膜表面颗粒分布均匀且排列规则、无裂纹。AFM结果表明,在450℃下退火2h后的CdSe薄膜致密性好,表面粗糙度低(5.19nm)。因此采用真空热蒸发制备的CdSe薄膜的热处理条件确定为:退火温度450℃,退火时间2h。     

水热法生长复合钛宝石激光晶体

水热法生长了复合钛宝石(Al₂O₃/Ti:Al₂O₃)激光晶体.对外层Al₂O₃X射线ω扫描表明其晶体质量很高.外层生长的Al₂O₃和内部的钛宝石激光棒结合牢固、紧密,因而能适应高强度泵浦所带来的激光介质内部的热应力.复合激光晶体界面层带来的光损耗很小.就我们所知,这是首次用水热法生长复合激光晶体.