热压ITO靶材微观组织的电镜观察

观察比较了两种热压工艺制造的ITO靶材的微观组织。观察结果显示：两种工艺制造的ITO靶材的微观组织大不相同。符合技术要求的靶材（试样Hy-1,Hy-2,Hy-3)微观组织致官且晶界平直，无任何析出物；而靶材在造成其有缺陷的温度条件下（试样Hy-5,Hy-7,Hy-9)均可观察到有液相形成，并因液相润湿晶界后退润湿不完全而在晶界上形成In,Sn和SnO2析出物，同时在靶材中还存在大量晶界反应不完全。两种靶材微观组织的不同还导致其力学性能产生显变化，前的抗弯强度可达到227－244MPa，而后的抗弯强度却只有62－87Mpa。     

石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料的制备及其微观结构分析

采用热压烧结工艺制备了石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料,测试了石墨烯垂直于(VHPD)和平行于热压方向(PHPD)上的力学性能,研究了石墨烯取向对其力学性能和微观结构的影响。测试结果表明石墨烯具有明显的增韧补强作用,石墨烯的取向对刀具材料的抗弯强度具有明显的各向异性。当石墨烯含量为0.75 vol%时,VHPD方向上的抗弯强度达到667 MPa,较未添加石墨烯的组分提高了16%;PHPD方向的抗弯强度为575 MPa,断裂韧性达到7.1 MPa·m1/2。采用扫面电子显微镜(SEM)对材料进行了微观结构分析,结果表明石墨烯拉断和拔出是其主要增韧形式。石墨烯在基体材料中具有明显取向特征,石墨烯片层之间相互平行,且垂直于热压方向。     

不同MgO掺杂比对Mg_xZn_(1-x)O靶材性能的影响

用传统常压固相烧结法,制备掺杂氧化镁的氧化锌陶瓷靶材,研究不同Mg O含量及烧结温度对MgxZn1-xO陶瓷靶材的微观结构、力学性能、致密度和导电性能的影响.通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)测定靶材相结构,扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察靶材的断面形貌,万能实验机测量靶材的抗弯强度,维氏显微硬度仪测量靶材的维氏硬度,阿基米德排水法测量靶材密度,四探针法测量靶材导电性能,对MgxZn1-xO靶材的性能进行了表征,分析了MgxZn1-xO陶瓷靶材的烧结机理.结果表明,MgxZn1-xO靶材的最佳烧结温度随着Mg O含量的增加有所提高.Mg O的掺杂比为x=0.12时,靶材的最佳烧结温度是1 450℃;掺杂比为x=0.20时,靶材的最佳烧结温度约为1 500℃.相同烧结温度下,随着Mg O掺杂比的增加,靶材的致密性增大;靶材抗弯强度先升后降,掺杂比为x=0.12时达到最大值,为94.56 MPa.靶材硬度随着Mg含量的增加渐增,在1 450℃烧结,掺杂比为0时维氏硬度为152.000 N/mm2,掺杂比为x=0.40时维氏硬度为364.045 N/mm2.靶材的导电性随着Mg O掺杂比的增加呈渐减趋势,掺杂比为0时,方块电阻为819.36Ω;掺杂比为x=0.40时,方块电阻增至30.00 MΩ.     

Mg_xZn_(1-x)O陶瓷靶材的制备

采用传统的常压固相烧结方法制备了MgZnO陶瓷靶材,研究了MgO掺杂量及烧结温度对MgZnO陶瓷靶材的微观结构、表面形貌、力学性能和致密度的影响。通过XRD测定靶材相结构,SEM观察靶材的断面形貌,万能实验机测量靶材的抗弯强度,维氏显微硬度仪测量靶材的维氏硬度,阿基米德排水法测量靶材密度等方法对MgZnO靶材的性能进行了分析表征。结果表明,当掺杂量为12%、烧结温度为1 450℃时所制备的陶瓷靶材最优,其各项性能均表现良好,抗弯强度为94.56MPa,维氏硬度为250.70HV0.3,相对密度为96.65%,并在最佳条件下制备出MgO摩尔掺杂比为12%的MgZnO陶瓷靶材,采用射频磁控溅射方法,于室温条件下在石英衬底上制备了MgZnO透明薄膜,利用XRD、紫外可见分光光度计等测试手段,测量薄膜的结晶性能、光学性能,制备出的薄膜结晶性能良好,薄膜在可见光区域具有较高的透过率,平均都超过80%,适用于TFT的有源层。     

原料掺杂对多晶ZnS热压工艺及其性能的影响

采用热压法制备多晶ZnS时，由于ZnS是市售原料，杂质含量较多，必须进行提纯处理，即使如此，在热压过程中，晶体内仍然存在空穴、晶格缺陷及少量气孔等，影响材料透过性能，通过原料掺杂，使原料中掺入晶格常数小于ZnS的硫化物，可以起到固溶强化作用，减少空穴及气孔存在，提高晶体致密度,从而提高红外透过度；另外，可以使ZnS晶体结晶压力降低，即降低热压压力，为使用低强度材料作模具创造条件。     

聚晶金刚石复合片脱钴试验的抗弯强度对比分析

对不脱钴和脱钴的聚晶金刚石复合片(PDC)复合层分别进行抗弯强度测试,并根据其原理计算抗弯强度。采用XRD和SEM对断裂面的物相和形貌进行分析,观察钴含量对抗弯强度的影响。结果表明:脱钴后,PDC金刚石层中Co含量降低,韧性变差,受到载荷作用时首先出现裂纹,导致复合层在完全断裂前载荷-位移曲线有略微下降的趋势;两个系列PDC样品的复合层抗弯强度均较未脱钴的有明显降低,说明Co相的存在有助于提高PDC的抗弯强度;且随着脱钴深度的增加,PDC复合层抗弯强度的降幅增大。     

Ti-B-C-N粉末烧结的微观组织及其性能

以Ti-B-C-N四元相陶瓷粉末为实验材料,采用真空热压烧结和放电等离子烧结(SPS)工艺对其进行烧结,真空热压烧结和放电等离子烧结温度分别为1900℃和1450℃,烧结压力分别为20 MPa和40 MPa,保温时间分别为1h和3min。使用X射线衍射仪分析试样物相组成,扫描电子显微镜观察试样表面微观形貌和断口形貌,并测试了烧结试样的硬度和抗弯强度。结果表明:真空热压烧结和放电等离子烧结块体的主要生成相为TiB2相和TiCN相,相对密度分别为97.40%和93.06%,热压烧结试样致密度高,颗粒尺寸大,放电等离子烧结试样孔隙较多,晶粒尺寸小;抗弯强度分别为259.98 MPa和335.17 MPa;弹性模量分别为89.11GPa和162.92GPa;洛氏硬度分别为78.8和84.9;放电等离子烧结试样表现出较好的力学性能。     

ZnS光学表面平坦化工艺研究

为了在ZnS光学晶体表面制备超光滑牺牲层,用于离子束沉积修正刻蚀抛光ZnS光学晶体表面,引入一种简单平坦化工艺.工艺实验所用的平坦化胶为苯并环丁烯树脂(BCB).研究了涂胶转速、胶的浓度及热烘温度对牺牲层表面粗糙度的影响,优化了平坦化工艺参数,并讨论了各因素对牺牲层表面粗糙度的影响趋势.采用自旋涂胶的方法制备平坦化牺牲层,研究结果表明:对于BCB-1500胶,可在ZnS晶体表面获得粗糙度低于1.4nm的牺牲层;对于BCB-700胶,可获得粗糙度低于1.2nm的牺牲层,两者均可用于离子束刻蚀抛光ZnS表面的牺牲层.     

石墨烯纳米带导热的分子动力学模拟

利用MEDEA软件建立并优化了单层石墨烯模型,采用非平衡分子动力学方法对单层石墨烯热导率进行了计算。研究了几何尺寸、温度对扶手型石墨烯纳米带(AGNRs)和锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)导热系数的影响。模拟结果表明在相同温度下AGNRs的导热系数高于ZGNRs, GNRs导热系数随着纳米带宽度和长度的增加而增大,且增长近似于线性增加。模拟结果还表明形状对纳米带的热导率有影响,三角形GNRs存在热整流效应且热导率随温度的升高而降低。     

热压合成Ti_4AlN_3及其物理性能研究

以摩尔比为Ti ◇Al ◇TiN=1 1.2 2.7的混合粉为原料,采用真空热压烧结工艺在1400℃保温2 h成功合成了高纯Ti4AlN3块体材料,Ti4AlN3烧结试样结晶良好,晶粒发育完善,内部较为均匀致密,相对密度达到98.5%,具有较高的抗弯强度（384 MPa）、抗压强度（523 MPa）和断裂韧性（6.5（MPa.m1/2））,较低的维氏硬度（2.9 GPa）和抗破坏能力,具备良好的机械加工性能。Ti4AlN3常温电导率和热导率分别为4.6×105（Ω-1.m-1）和12（W.m-1.K-1）,其热导率在25～600℃范围呈上升趋势;25～1100℃的线膨胀系数为9.0×10-6K-1,良好的导热性能和高温热稳定性使其可以应用于高温领域。     

Fabrication and Microstructure of W/Cu Functionally Graded Material

W/Cu functionally gradient material (FGM) has excellent mechanical properties since it can effectively relax interlayer thermal stresses caused by the mismatch between their thermal expansion coefficients. W/Cu FGM combines the advantages of tungsten such as high melting point and service strength, with heat conductivity and plasticity of copper at room temperature. Thus it demonstrates satisfactory heat corrosion and thermal shock resistance and will be a promising candidate as divertor component in thermonuclear de-vice. Owing to the dramatic difference of melting point between tungsten and copper, conventional processes meet great difficulties in fabricating this kind of FGMs. A new approach termed graded sintering under ultra-high pressure (GSUHP) is proposed, with which a near 96% relative density of WICu FGM that contains a full distribution spectrum (0-100%W) has been successfully fabricated. Suitable amount of transition metals (such as nickel, zirconium, vanadium) is employed as additives to activate tungsten's sintering, enhance phase wettability and bonding strength between W and Cu. Densification effects of different layer of FGM were investigated. Microstructure morphology and interface elements distribution were observed and analyzed. The thermal shock performance of W/Cu FGM was also preliminarily tested.     

形貌对ZnS微纳结构电化学电极特性影响及机制分析

在低能耗条件下以水热法实现了对ZnS材料的形貌调控,通过扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征证明了所获得的ZnS材料为纳米颗粒、微米块和毛线球三种形貌。X射线衍射结果表明ZnS纳米颗粒及ZnS微米块为闪锌矿结构,ZnS毛线球为纤锌矿结构。以三种形貌的ZnS材料分别构建了电化学电极,以循环伏安法和交流阻抗谱对ZnS基电极的电化学特性进行了表征。结果表明,毛线球形貌的ZnS材料较大的比表面积使得以其构建的电极中电子传导速率最快,电化学特性最为优异。     

无机胶粉料聚苯乙烯颗粒保温隔热材料的研究

介绍了一种以聚苯乙烯颗粒，粉煤灰等为主要原材料制备保温隔热材料的方法，重点研究了保温隔热材料的组成与粘结强度，干燥容量，导热系数，干燥收缩率等的关系；探讨了无机胶粉料聚苯乙烯颗粒保温隔热材料的保温隔热机理。     

LiTaO3薄膜红外探测器热分析

利用有限元软件ANSYS对LiTaO3薄膜热释电红外探测器进行热分析;研究了敏感元绝热层的厚度与热导率以及基底的厚度及材料对热分析结果的影响;提出了优化方案,并给出优化前后仿真的对比结果。分析结果表明,探测器的热响应随绝热层的厚度增加而增加,随绝热层的热导率降低而增加。在硅、镍、蓝宝石三种基底材料中,使用蓝宝石的探测器的热响应效果最佳。在绝热层厚度为2 μm的情况下,基底的厚度对探测器响应的影响可以忽略。实验测试结果证实了优化模型的有效性。     

膨胀珍珠岩保温材料的制备与性能

目的研究膨胀珍珠岩保温材料的制备工艺,解决传统珍珠岩保温材料吸水严重等问题．方法以膨胀珍珠岩为主要原料,添加无机-有机胶黏剂,用40mm×40mm×120mm模具在SVC-4500VA压力机上模压成型,在干燥设备内烘干制得试样．测试其导热系数、抗压强度、憎水率等性能,初步探索制作工艺．结果试验表明在胶黏剂掺量为7％～10％,成型压力为0．36MPa时,试样的导热系数为0．058W／（m·K）,抗压强度为0．4MPa,憎水率为98％,防火等级为A级,符合GB／T5464—2010／ISO1182：2002中的规定．结论胶黏剂的掺量是制备试样强度的主要因素,随着胶黏剂掺量的增加,试样的强度和导热系数均逐渐增加;随着胶黏剂中有机组分的增加,试样的憎水率逐渐提高;在一定范围内,试样的导热系数随着成型压力的增加而降低,当超过某一阈值时,随压力的增加而增大．     

磷石膏/聚丙烯复合材料制备

为了将磷石膏资源化利用,将40℃下烘干处理的磷石膏与聚丙烯颗粒混合后,再添加少量液体石蜡,经过热压成型制备了磷石膏/聚丙烯复合材料.在所制备复合材料中磷石膏至少占50%以上,增大了磷石膏的消耗量;并且在材料制备工艺中磷石膏预处理方法简单易行,增加了整个制备工艺的可行性.结果表明,磷石膏/聚丙烯复合材料密度随原料中磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为50%时,视密度每立方厘米1.089克;磷石膏掺量为80%时,视密度每立方厘米1.405克.磷石膏/聚丙烯复合材料的弯曲强度随着磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为80%时弯曲强度可达14.3MPa.但所制备磷石膏/聚丙烯复合材料样品的脆性较大,拉伸强度较低,与磷石膏的掺量无明显的相关性,磷石膏掺量为70%时拉伸强度1.7MPa,适用于要求塑性变形小的场合.所制备复合材料还有另一显著特点是耐水性很好,无论原料配比如何其软化系数均在1.0以上,从而克服了一般石膏制品耐水性差的缺点.最佳成型制度为成型温度160℃,成型压力15MPa.     

含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数细观力学分析

将三维编程复合材料的纤维束和微裂纹分别看作圆柱型和圆币型夹杂,考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维束的空间取向,采用等效夹杂法对含微裂纹的三维多向编织复合材料的热膨胀胀系数进行了细观力学分析,提出了预报含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的方法,由于直接考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维的空间取向,这种方法既可应用于一般含微裂纹的三维编程复合材料,也可应用于单向纤维增强复合材料,结合实例分别预报了单向增强复合材料和四向编程复合材料的热膨胀系数,与实验结果吻合较好。     

含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的细观力学分析

将三维编织复合材料的纤维束和微裂纹分别看作圆柱型和圆币型夹杂,考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维束的空间取向,采用等效夹杂法对含微裂纹的三维多向编织复合材料的热膨胀系数进行了细观力学分析,提出了预报含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的方法,由于直接考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维的空间取向,这种方法既可应用于一般含微裂纹的三维编织复合材料,也可应用于单向纤维增强复合材料.结合实例分别预报了单向纤维增强复合材料和四向编织复合材料的热膨胀系数,与实验结果吻合较好.     

熔融行为对聚合物燃烧过程影响的模拟研究

针对热塑性聚合物在锥形量热仪中燃烧测试时的熔融行为,提出了有限厚度的聚合物固体一维不稳态燃烧微分模型。模型中考虑了熔融层的存在,并且在熔融层中采用与基层不同的热物性参数,分析了熔融层导热系数及热容对聚合物燃烧过程的影响。研究表明,随着熔融层导热系数或热容的增大,聚合物的点燃时间延迟,燃烧过程中质量损失速率下降。当熔融层的导热系数和热容比基层的大时,模拟结果与测试结果能较好地吻合。     

硫化锌晶体加工工艺技术研究

随着军用光学仪器飞速发展,红外光学材料硫化锌（ZnS）广泛应用于红外光学系统中,以Φ35mm的硫化锌晶体为例,对硫化锌晶体加工研磨的工艺过程进行了研究,探讨了硫化锌晶体的抛光技术。通过使用不同的抛光粉及抛光模层材料,找到了使用数控抛光加工硫化锌晶体的最佳工艺匹配条件,解决了硫化锌晶体表面光洁度难以控制的加工技术难题。经过轮廓检测仪和Zygo干涉仪检测,硫化锌晶体表面光洁度达到III级以上,非球面面型精度能够达到0.2μm,中心偏差小于1μm,各项参数均满足红外光学系统的要求。