电磁搅拌与变质复合作用对Al-20Si合金初生硅相的影响

使用电磁搅拌、变质处理及其复合工艺分别成功制备了过共晶Al-20Si半固态浆料，研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响。研究结果表明：复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小、更加圆整的初生Si组织。复合作用获得的初生硅比单一处理尺寸平均减小25．19％，圆整度平均提高8．40％。而且共晶Si组织也得到球化。复合作用细化组织的机理为：变质后施加旋转磁场，促进了变质剂的扩散，更多的初生Si与共晶Si组织相互打碎，深化了变质和电磁搅拌效果，细化显微组织。     

连续冷却电磁搅拌对Al-25%Si合金初生硅形貌的影响

本文研究了Al-25%Si合金在半固态连续冷却电磁搅拌条件下合金初生硅形貌的变化.在3℃/min、6℃/min的冷却速度下,在不同搅拌时间,发现初生硅得到破碎细化,初生硅边角钝化;当搅拌至20～30min时,初生硅尺寸变化不大,分布趋于均匀,当搅拌超过30min时,初生硅又团聚长大.     

CDS及导流器对Al-20%Si合金初生硅相的影响

采用受控扩散凝固(CDS)技术和冷却导流器(CC)制备Al-20%Si(质量分数)合金,研究导流器角度及浇注温度对CDS制备Al-20%Si合金初生硅相的影响。结果表明:CDS和导流器均能细化初生硅相,且与常规的CDS过程相比,引入导流器可以更好地细化初生硅相,且随着导流器角度的减小,细化效果变好。采用820℃的Al-30%Si与660℃的纯铝混合,导流器角度为30°,浇注温度为630℃时,可以得到平均尺寸仅为18.8μm的初生硅相,且其分布均匀。分析认为:CDS可以减小初生硅相生长前沿的成分过冷,而导流器可以进一步促进液体的强迫对流,使熔体中温度场和浓度场更均匀,从而改善初生硅的尺寸、形貌及其分布。     

机械搅拌对高硅铝合金初生Si形态的影响

研究机械搅拌工艺对高硅铝合金初生Si尺寸和形貌的影响。试验表明：经过机械搅拌后，初生Si得到明显细化，分布较均匀；搅拌速度越大、搅拌时间越长，初生Si细化越明显，呈圆团和短片状；经搅拌后，含Si量低的高硅铝合金的初生Si细化程度越大，随着Si含量的增加，大量的初生Si析出使得搅拌困难，初生Si细化程度降低。     

电磁搅拌与变质对Al-20Si合金初生硅相的影响

研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响.结果表明复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小,更加圆整的初生Si组织,对提高过共晶Al-20Si合金的力学性能有着重要意义.     

机械搅拌添加硅颗粒法制备高硅铝合金的研究

采用向铝熔体中搅拌加入硅颗粒的方法制备高硅铝合金,研究了搅拌工艺参数对制备的合金微观组织的影响.结果表明,控制搅拌温度为700～720 ℃时,能够得到硅颗粒尺寸细小、均匀分布、与基体结合良好的高硅铝合金.对添加硅颗粒制备的Al-Si合金,在590～680 ℃不同的温度下进行等温处理,在590 ℃下保温30 min,能够使合金显微组织中的Si相明显细化,形状得到改善;随着保温温度的进一步升高,Si相变的粗大.     

深过冷Si-Al合金的凝固过程和组织特征研究

用高速摄影和扫描电镜研究了电磁悬浮熔炼条件下,Si-20%Al合金的凝固过程及其组织特征.结果发现,将Si-20%Al合金在氩气中进行电磁悬浮熔炼可使其获得375K的过冷度.过冷合金先结晶相的形貌和尺寸与其形核过冷度有关.在小过冷度下,合金的初生硅为粗大的长片多面体;过冷度增大到1 26 K后,初生硅变为均匀细小的等轴多面体.在过冷度小于328 K以前,初生硅的表面有明显棱角,表现出小平面生长的特征;过冷度大于328 K后,初生硅变为细小均匀表面有圆滑钟乳石状凸起、没有明显棱角的不规则多面体,表现出了非小平面生长的特征.     

熔体温度处理及变质对Al-20%Si合金凝固组织的影响

采用熔体温度处理(包括熔体混合及过热处理)工艺研究Al-20%Si(质量分数)合金凝固组织,并结合化学变质法进一步细化初生硅相。结果表明,当熔体经混合后过热至900℃时,初生硅的尺寸约为34μm;添加变质剂后再进行熔体混合可以使Al-20%Si中的初生硅相进一步细化,特别是在Al-10%Si和Al-30%Si中分别添加0.2%Al-5Ti-C-3Ce和0.4%Cu-10%P后,再进行熔体过热处理,合金中的初生硅呈小块状弥散分布,且尺寸在10μm以下,材料基体呈现出典型的复合材料特征。熔体温度处理与添加化学变质剂方法对初生硅相有显著的多重变质细化作用;在熔体混合时α(Al)的重新熔化和熔体化学键的重组,增大了合金液在凝固时的过冷度,使初生硅相得到细化;对混合熔体再进行过热处理时,混合熔体中的Si相发生熔断、增殖,从而使合金中初生硅相得到进一步细化。添加细化剂或变质剂会明显增强熔体温度处理对Al-Si合金中初生硅的细化效果。     

无凝固收缩铝硅合金的组织细化

研究了P和RE与熔体温度处理对无凝固收缩铝硅合金组织的影响.结果发现:P只能细化合金的初生硅、对共晶硅没有明显影响,RE不仅能细化合金的初生硅、而且也能细化共晶硅,但其对初生硅细化的效果比P弱.无凝固收缩铝硅合金的初生硅尺寸先随P-Cu和RE加入量的增加而减小,细化剂加入量增加到一定值,初生硅尺寸又随细化剂P-Cu和RE加入量的增加而增大.单独加入P和RE,无凝固收缩铝硅合金的初生硅从270 μm细化到55μm和80μm;同时加入P和RE,合金的初生硅可最小被细化到35 μm;P和RE与熔体温度处理综合作用后,合金的初生硅被细化到了15 μm以下.     

Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响

针对过共晶铝硅合金经过P变质后初生硅仍然粗人大的问题,采用Cu-9%P合金变质处理Al-15%Si、Al-18%Si、Al-20%Si合金,变质处理后对熔体进行搅拌,研究了搅拌工艺对变质处理效果的影响,分析了熔体搅拌提高变质效果机理。结果表明,Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时,对熔体进行搅拌可显著提高变质效果,初生硅最高可细化85%;在最佳搅拌时间内,搅拌强度越大、硅含量越高,变质效果越好;搅拌熔体迫使富P区域内AIP停止生长,熔体流动速度越快,对富PP区域内AlP的冲刷越强烈,越容易得到细小的AlP;搅拌熔体能够增加组织中初生α相的数量,搅拌工艺合适时,典型的共晶组织基本消失,可获得连续的α基体上均匀分布细小初生硅的凝固组织。     

基于硅靶和碳化硅靶的碳化硅薄膜磁控溅射工艺对比

目的 通过基于碳化硅陶瓷靶的直接溅射和基于硅靶与甲烷的反应溅射,在Si(100)基底上沉积碳化硅薄膜,对比两种工艺制备碳化硅薄膜的异同.方法 采用直接磁控溅射与反应磁控溅射工艺制备碳化硅薄膜,通过白光干涉仪、轮廓仪、X光电子能谱仪(XPS)分析薄膜粗糙度、厚度、沉积速率、组分,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析薄膜的物相结构和形貌.结果 基于硅靶和甲烷的反应溅射工艺,甲烷流量百分比为20％～70％时,沉积速率从11.3 nm/min升高到36.5 nm/min.甲烷流量百分比为20％～60％时,表面粗糙度Rq值变化不大;甲烷流量百分比为70％时,Rq值有增大的趋势.对于甲烷反应溅射工艺,硅碳元素比例可调,但甲烷气体不易控制.基于碳化硅陶瓷靶工艺,随沉积时间(即膜层沉积厚度)的增加,表面粗糙度Rq变化不大,硅碳原子比接近1:1.两种工艺制备的薄膜均为晶态,且为8H-SiC.结论 比较两种工艺,相同靶功率下,硅靶反应溅射的沉积速率明显快于碳化硅陶瓷靶.硅靶反应溅射的元素比例可调,但甲烷气体不易控制;碳化硅陶瓷靶的沉积过程稳定,硅碳原子比接近1:1.     

多孔硅和硅纳米线的减反性能对比研究

基于单晶硅材料,通过阳极电化学腐蚀法制得多孔硅材料,通过湿化学刻蚀法制得硅纳米线材料,经过空气等离子体氧化处理后,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对样品的化学组分以及表面微观结构进行了表征。最后对多孔硅和硅纳米线材料的减反效果进行对比,结果表明,硅纳米线具有更优越的减反效果。     

钒铁中硅的测定—硅钼蓝光度法

硅钼蓝光度法测定钒铁中硅量,以稀硝酸溶解试样,在弱酸介质中,硅酸与钼酸铵生成硅钼杂多酸,在草酸存在下,以硫酸亚铁铵还原为硅钼蓝,测量其吸光度。此方法具有分析周期短,灵敏度高,稳定性好,重现性较好等特点。适用范围:0.10％～2.00％。     

硅黄铜耐磨性能研究

以硅黄铜60Cu-Zn-Si为研究对象,研究了其在200、400、600、800 ℃热处理后的耐磨性能,并对合金进行了显微组织分析.结果表明,随着热处理温度的增加,60Cu-Zn-Si合金磨损量先降低后增加.经400 ℃固溶处理后的试样磨损量最小,耐磨性最好.显微组织分析表明,400 ℃处理后60Cu-Zn-Si合金的显微组织均匀,晶粒细小,并有均匀细小的弥散强化质点分布在基体组织中.     

硅纳米线的制备技术

硅纳米线作为一种新型的一维纳米材料，在纳米电子器件、光电器件及集成电路方面具有很好的应用前景。介绍了硅纳米线在制备方面的国内外研究现状与进展，重点讨论了基于金属催化气-液-固（VLS）生长机理、氧化物辅助生长机理的硅纳米线制备及模板法等制备硅纳米线的研究成果、特点及生长机理。与金属催化VLS生长机理相比，氧化物辅助生长硅纳米线不需要金属催化剂，能避免金属污染，保证了硅纳米线的纯度，因而是今后深入研究的方向。