AZ31镁合金表面一步法合成原位镁铝水滑石转化膜（英文）

通过尿素水解法在AZ31镁合金表面原位合成纳米尺度的层状双金属氢氧化物(水滑石)转化膜,并提出成膜机理。首先,溶解的Mg2+离子沉积形成含有MgC O3和Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O的前驱体膜;然后,前驱体膜在碱性条件下转化为高结晶的Mg(OH)2;最后,Mg(OH)2中的Mg2+离子被Al3+离子取代,Mg(OH)2转化为更稳定的水滑石层状结构,同时层间OH-与溶液中的CO2-3发生离子交换,因此形成水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)膜。结果表明,以互锁的片状纳米结构和离子交换性能为特征的水滑石膜可以有效提高AZ31镁合金的耐蚀性。     

层状结构富Mg的Mg2Sn薄膜相组成与热电性能

利用高真空磁控溅射设备,通过顺序沉积制备富Mg的Mg2Sn热电薄膜。使用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDS）研究了沉积薄膜的物相组成、表面和截面形貌、元素含量及分布。使用塞贝克（Seebeck）系数/电阻分析系统LSR-3测量了沉积薄膜的电阻率和Seebeck系数,进而研究不同Mg含量的Mg2Sn薄膜的功率因子。结果表明,采用磁控溅射法可以制备出立方反萤石结构的Mg2Sn相薄膜,XRD显示,沉积薄膜是由立方结构的Mg2Sn相和少量的纳米尺寸的金属Mg相组成。随着Mg靶溅射时间的增加,纳米金属Mg相的含量增加,电阻率和Seebeck系数均表现为先升高后降低,这归因于少量纳米金属Mg相与基体相之间存在相界面。适量的金属Mg相存在于Mg2Sn薄膜中,有利于提高Seebeck系数。含有适量纳米尺寸金属Mg相的Mg2Sn沉积膜,因其Seebeck系数较高,电阻率适当,可获得较高的功率因子。层状结构的Mg2Sn薄膜可显著提高Seebeck系数,尽管电阻率也增加,但最终使薄膜的功率因子显著提高。     

溅射沉积Mg2(Sn,Si)薄膜组织结构与导电性能

采用Mg-Sn-Si-Bi合金和高纯Mg双靶,通过转动基材并调节Mg靶溅射时间,在单晶Si(111)衬底上顺序沉积并获得了Mg含量变化的Mg-Sn-Si-Bi薄膜。结果表明,保持合金靶溅射时间不变,薄膜中Mg的含量随Mg靶溅射时间的延长明显增大,同时薄膜中Sn、Si的含量呈减小趋势。薄膜中Mg含量的变化导致其相结构和导电性能发生改变。当Mg含量(原子分数)由71.437%变化到64.497%,薄膜具有单一的立方Mg2(Sn, Si)固溶体相结构;当Mg含量减小到59.813%及以下时,薄膜中Mg2(Sn, Si)固溶体相消失而出现立方Mg2Sn和立方Mg2Si两相;随Mg含量进一步减小到54.006%,薄膜中除Mg2Sn相外还出现了金属Sn相,并且该金属相含量随Mg含量的减少而增大,相应的立方Mg2Sn相含量减少,但Mg2Si相含量几乎没有变化。单一固溶体立方相结构的薄膜具有较大的载流子浓度和迁移率,因此电导率较大。然而,薄膜中金属Sn相的出现导致载流子迁移率显著下降,薄膜导电率也明显降低。     

纳米结构黑镍薄膜的电沉积机理

采用直流电沉积技术在改性的Watt镀镍溶液中获得了纳米晶黑镍薄膜, 采用SEM和XRD对薄膜的表面形貌和相组成进行了表征, 采用循环伏安法和电化学阻抗谱对黑镍薄膜的初始电沉积行为进行了研究. 结果表明, 黑镍薄膜表面平整光亮, 具有纳米晶结构; 黑镍薄膜的电沉积过程遵循3D成核/生长机制; 随着阴极沉积电势(负偏压)的增大, 黄铜电极表面Ni的电沉积反应\linebreak 由UPD沉积、异质成核/生长转化为最终的同质成核/生长, 相应的电荷转移电阻R_t的值先增大然后减小; 在较高的阴极沉积电势作用下, 由于吸附H原子(H₂分子)的结晶阻止作用和(镍)羟基化合物的吸附作用, 电沉积EIS图出现低频和超低频感抗弧.     

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。     

Mg掺杂In_xGa_(1-x)N薄膜的磁控溅射法制备和表征（英文）

采用磁控溅射法,用In_2O_3靶、Ga_2O_3靶、Mg靶在Si片上制备出In_xGa_(1-x)N薄膜和Mg掺杂的In_xGa_(1-x)N薄膜。薄膜中的In组分随着Mg的掺杂而减少,因为Mg的掺杂抑制了In-N键的形成,并增加了Ga进入薄膜的机会。通过EDS对Mg掺杂的In_xGa_(1-x)N薄膜的分析表明,有1.4%的Mg组分被成功地掺入In_xGa_(1-x)N薄膜。电学性能分析表明In_(0.84)Ga_(0.16)N和Mg掺杂的In_(0.1)Ga_(0.9)N薄膜导电类型由n型转变为p型,而且Mg掺杂的In_(0.1)Ga_(0.9)N薄膜的空穴浓度和电子迁移率分别为2.65×10~(18) cm~(-3)和3.9 cm~2/(V·s)。     

磁控溅射氧化钒薄膜的相组成及性能

采用反应磁控溅射法在玻璃基底上沉积氧化钒薄膜,分别利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和红外光谱仪分析样品的物相、表面形貌和红外光透过率。结果表明:氧气体积分数低于15%时,薄膜为低价钒氧化物,高于20%时薄膜为V2O5;氧气体积分数等于15%时,溅射功率由150W增加到200W,薄膜中钒的价态变低;当溅射功率为250W时,薄膜物相变成VO2。随着沉积时间从30min增加到60min,原子力显微分析显示VO2颗粒尺寸从约200nm增加到400nm;红外光透过率范围从55%～65%减小到45%～55%。     

直流电微弧氧化法制备钛酸盐系铁电薄膜的研究

利用自制的微弧氧化装置,选用合适的电解液及工艺参数,在Ti基体上直接沉积钛酸盐系铁电薄膜。利用X射线、扫描电镜对薄膜的相组成、形貌进行了分析。结果表明,在本实验条件下,在Pb(CH3COO)2及BaCl2溶液中无法沉积出PbTiO3及BaTiO3,在Ba(CH3COO)2及Ba(OH)2溶液中成功沉积出BaTiO3薄膜;形貌分析表明,BaTiO3晶粒呈鳞片状,薄膜表面散布着许多微孔。     

反应磁控溅射法制备二氧化硅薄膜的研究

采用反应磁控溅射的方法沉积二氧化硅薄膜,研究了二氧化硅薄膜的光学特性,并与用反应离子束溅射方法沉积二氧化硅薄膜进行了对比。实验结果表明:用反应磁控溅射法沉积二氧化硅薄膜,薄膜的折射率、沉积速率主要受反应气体(氧气)浓度的影响,氧气含量超过15%(体积分数)后,溅射过程进入反应模式,沉积速率随氧气浓度增加而降低;入射光波长为630 nm时,薄膜折射率为1.50。对比2种薄膜沉积方法后确定,在二氧化硅薄膜工业生产中,反应磁控溅射方法更为可取。     

Ba0.5Sr0.5TiO3铁电薄膜的微弧氧化成膜研究

以0.2 mol/L Ba(OH)2+0.2 mol/L Sr(OH)2溶液为电解液,采用微弧氧化法,在Ti板表面原位生长铁电薄膜,并对薄膜的物相构成、元素分布情况、截面结构及介电性能进行表征。结果表明:该工艺下制备的薄膜主要由四方相Ba0.5Sr0.5TiO3构成,薄膜致密层内,Ba,Sr,Ti和O元素分布都较均匀,但在微弧氧化孔洞附近存在含量波动;该薄膜在1 kHz下的介电常数较优,为411.3。最后对微弧氧化沉积铁电薄膜的成膜过程进行了分析,提出了微弧氧化过程中可能存在的化学反应。     

电泳沉积ZnO薄膜的制备和表征（英文）

采用电泳沉积,在ITO玻璃基片上制备了多孔纳米晶片组成的网状ZnO薄膜。研究了工艺参数如电流密度和沉积时间对ZnC)前躯体薄膜的表面形貌和相组成的影响。结果表明,纳米片在低电流密度下水平覆盖在基片上,而在高电流密度下则垂直于基片排列形成均匀分布的网状膜。基于纳米片表面上电荷的分布提出了可能的形成机理。由于一些纳米片的聚集,增加沉积时间有助于花状微米球的形成。从胶体悬浮液中所沉积的薄膜主要由ZnO和Zn_4C3(OH)_6H_2O相组成,热处理后薄膜中的Zn_4C3(OH)_6H_2O相完全转变成ZnO。多孔纳米片的形成是由于Zn_4C3(OH)_6H_2O相分解释放了水和CO_2。热处理加强了ZnO薄膜的微纳米层级结构。     

低浓度氮气对MPCVD法制备金刚石膜的影响

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在CH4/H2的混合反应气源中加入N2进行了金刚石膜的沉积实验,详细研究了N2浓度对金刚石膜生长的影响规律。使用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪和X射线衍射仪等设备,表征了金刚石薄膜的表面形貌、相组成及晶面取向。实验结果表明:随着N2体积分数的增加(由0%增加到6%),薄膜中的非金刚石相含量逐渐增大,金刚石晶粒尺寸逐渐减小,晶面取向也由较大的晶面(111)转变成较小的晶面(100);当N2体积分数为4%时,沉积的金刚石膜表面为"菜花"状结构;低体积分数(2%)的N2有利于获得高度取向(100)的金刚石膜。     

镁合金表面二维MoS2薄膜的制备及其耐蚀性能研究

目的 提高镁合金的耐蚀性能。方法 借助曲拉通X-100(电泳级)将MoS2粉末充分分散到去离子水中作为电泳溶液,采用电泳沉积法在镁合金表面制备二维MoS2薄膜,试验主要探究不同电泳沉积时间对薄膜耐蚀性能的影响。通过动态电位极化曲线测试和亲疏水性能测试,分别评价二维MoS2薄膜的耐蚀性能和润湿性,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对二维MoS2薄膜的微观形貌和物相结构进行表征,分别分析电泳沉积时间为30、60、90、120 s时薄膜的微观形貌及其对镁合金的防护作用。结果 当电泳沉积时间为60 s时,MoS2薄膜最为完整且致密,随着沉积时间的增加,薄膜厚度增加,但出现明显裂纹。当电泳沉积时间为60 s时,样品的腐蚀电位最正,为–0.99 V;腐蚀电流密度最小,为9.78×10^–6 A.cm^–2。相对于镁合金基体,电泳沉积后样品的腐蚀电位正移了0.46 V,腐蚀电流密度减小了93%。电泳后金属的静态接触角增大,最高达到86.34°。结论 在镁合金表面制备二维MoS2薄膜可有效提高镁合金耐蚀性能,且电泳沉积时间为60 s时薄膜腐蚀电位最正、腐蚀电流密度最小,此时耐蚀性能最佳。     

Mg对Zn-6%Al镀层凝固组织的影响及耐腐蚀性的研究

研究了Mg含量对Zn-6%Al合金镀层凝固组织及其耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg对合金镀层凝固组织和耐腐蚀性的影响明显,当Mg含量在3%以内时,随着Mg含量的增加,镀层凝固组织中出现了耐腐蚀相MgZn2,晶粒不断细化,形成了Zn/Al/MgZn2三元共晶,并且随着Mg含量升高更加均匀致密,镀层的耐腐蚀性不断增强;当Mg含量达到3%时,镀层的耐腐蚀性能最好;Mg添加量超过4%后,镀层耐蚀性有所下降,进一步添加Mg镀层会出现漏镀等质量缺陷。XRD分析表明,含Mg镀层表面经过盐雾腐蚀后主要形成具有优良耐腐蚀性的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2.H2O,Mg促进了腐蚀产物Zn(OH)2向Zn5(OH)8Cl2.H2O的转变,有利于镀层耐腐蚀性的提高。     

镁和钾交替掺杂BST薄膜优化设计与介电特性研究

根据K掺杂BST(KBST)和Mg掺杂BST(MBST)薄膜的优点,设计K和Mg三明治交替掺杂BST薄膜KBST/MBST/KBST(K/M/K)和MBST/KBST/MBST(M/K/M),用溶胶-凝胶(sol-gel)法在Si/SiO_2/Ti/Pt基片上制备该薄膜,研究其介电特性。薄膜为立方钙钛矿结构,平均晶粒尺寸16~20 nm。交替掺杂有效整合K掺杂和Mg掺杂,为受主掺杂,晶格常数增大。K/M/K掺杂显著增强晶化、促进薄膜生长,M/K/M掺杂明显细化晶粒、改善界面特性。20 V下C-V测试表明,KBST、MBST、M/K/M型及K/M/K型薄膜的最大电容依次为91、38、37和47 pF,调谐率64%、27%、38%和42%及介电损耗2.90%、1.67%、1.33%和1.58%;随膜厚增加,三者减小,调谐率与损耗之比值增大。M/K/M型薄膜具有最佳综合介电性能,可满足微波调谐需要。对有关机理进行了讨论。     

纳米TiO2薄膜在光纤上的沉积

采用液相沉积法(LPD),在40℃通过向氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐钛矿型TiO2纳米晶,在光纤上沉积出具有光催化活性的TiO2薄膜.并对其进行了XRD测试和SEM测试,探讨了处理温度、沉积时间和次数等对TiO2薄膜的表面与界面及薄膜厚度的影响.结果表明利用液相沉积法可以在较低的温度下制备TiO2薄膜,并通过热处理可得到均一的TiO2薄膜;随着沉积时间的延长,或者是沉积次数的增加,沉积在光纤上的TiO2的厚度也随之增加,薄膜的透明度和颜色也随之发生变化;由于沉积在光纤表面的TiO2与基质SiO2之间形成Si-O-Ti键,使得基质与沉积在表面的TiO2薄膜间形成了紧密地结合.     

Mg掺杂InxGa1-xN薄膜的磁控溅射法制备和表征

本文采用磁控溅射法用In2O3靶、Ga2O3靶、Mg靶在Si片上制备出InxGa1-xN薄膜和Mg掺杂的InxGa1-xN薄膜。薄膜中的In组分随着Mg的掺杂而减少,因为Mg的掺杂抑制了In-N键的形成,并增加了Ga进入薄膜的机会。通过EDS对Mg掺杂的InxGa1-xN薄膜的分析表明,有1.4%的Mg组分被成功地注入进InxGa1-xN薄膜。电学性能分析表明 In0.84Ga0.16N 和Mg掺杂的 In0.1Ga0.9N薄膜导电类型由n型转变为p型,而且Mg掺杂的 In0.1Ga0.9N薄膜的空穴浓度和电子迁移率分别为 2.65×1018 cm?3 和3.9 cm2/Vs。     

O2/(O2+Ar)比对磁控溅射La-Sr-Mn-O薄膜沉积速率的影响

采用直流磁控溅射技术,在不同的O2/(O2 Ar)体积比条件下于Si(100)基片上沉积La-Sr-Mn-O薄膜,结合扫描电子显微分析研究了O2/(O2 Ar)比对薄膜沉积速率的影响.结果表明:薄膜厚度均匀,O2/(O2 Ar)比是影响薄膜沉积速率的重要因素.基体温度和溅射气压较高时,薄膜沉积速率随O2/(O2 Ar)比增加呈抛物线规律下降,O2/(O2 Ar)比由4.4%增加到45.6%,沉积速率减小量可达52.8%;基体温度和溅射气压较低时,薄膜沉积速率随O2/(O2 Ar)比增大呈指数规律下降.薄膜沉积速率下降是由于被溅射原子/离子与氧原子/离子的碰撞几率随氧气含量增加而增大,从而降低了被溅射粒子的能量,使到达基片的粒子数减少.     

挤压态Mg–1.8Zn–0.5Zr–xGd(0≤x≤2.5%)生物镁合金微观组织演化及降解机理

目的 提高Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd(x=0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)生物镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。方法 先对Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金进行固溶处理,然后利用反向挤压技术对其进行组织细化处理,采用OM、SEM、EDS、EBSD和TEM分析了挤压后Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金的晶粒形貌、织构特征、相组成和表面腐蚀形貌。利用电化学工作站和静态腐蚀测试了挤压后合金的耐腐蚀性能。利用XPS对Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金腐蚀前、后的表面元素及其化学状态进行表征。结果 挤压温度和挤压比分别为360 ℃和7.7时,合金都发生了较为完全的动态再结晶。随Gd含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,耐腐蚀性能先增强后减弱。当Gd质量分数为1.5%时,合金具有较好的耐腐蚀性能,其静态腐蚀速率约为0.447 mm/a;Gd质量分数为1.5%时,合金中析出了少量的纳米级圆棒状(Mg,Zn)3Gd相颗粒和纳米级椭圆球状Mg2Zn11相颗粒,且随着Gd含量的增加,合金中第二相颗粒的数量及体积分数逐渐增大。Mg–0.5Zr–1.8Zn–1.5Gd合金在SBF中浸泡120 h内,随浸泡时间的增加,腐蚀过程分3个阶段,首先合金表面Mg(OH)2腐蚀产物的生成及增厚导致腐蚀速率在腐蚀初期快速降低,随后致密的Mg(OH)2、(Ca,Mg)3(PO4)2和Ca10(PO4)6(OH)2腐蚀产物的生成及增厚导致腐蚀速率缓慢降低,最后腐蚀产物的生成与溶解达到动态平衡导致腐蚀速率逐渐趋于稳定。结论 挤压变形能够显著细化Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金的晶粒,均匀化和弥散化析出相分布,有效改善镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。     

K和Mg高浓度交替掺杂BST薄膜介电性能研究

在Si/SiO_2/Ti/Pt基片上用改进的溶胶-凝胶法制备了高掺杂浓度的Mg掺杂、K掺杂及Mg/K交替掺杂(K掺杂表层)的钛酸锶钡(BST)薄膜,并研究了其介电性能。X射线衍射(XRD)表明,薄膜为钙钛矿多晶结构。高浓度掺杂能细化晶粒、促进受主掺杂,K掺杂对应的晶化减弱,Mg掺杂对应的相当,交替掺杂对应的增强;随掺杂浓度增加,晶格常数和晶粒略有增大和细化;随层数增加,交替掺杂薄膜的晶格常数增大,晶粒细化,6层薄膜对应晶化最强。扫描电镜(SEM)表明,交替掺杂薄膜表面形貌介于两单掺杂薄膜之间,且随膜层增加由K掺杂形貌逐渐向Mg掺杂形貌转变;逐层制膜工艺和预晶化使截面形貌致密,且致密性随膜层增加而增加。C-V测试表明,K掺杂对应的调谐率和损耗最高,Mg掺杂对应的最低,交替掺杂对应的适中,且随掺杂浓度和/或膜层的优化而优化。