硫化对Cu-In预制膜微结构的影响

采用电沉积-硫化法制备了CuInS2薄膜,考察了硫源温度对CuInS2薄膜微结构的影响,并分析了硫化过程中的反应动力学.采用扫描电子显微镜(SEM)和能潜仪(EDS)观察并分析了薄膜的表面形貌和组分,采用X射线衍射仪(XRD)表征了薄膜的组织结构.结果表明,硫化过程的生长动力学不同于硒化过程,CuInS2薄膜的生长遵循扩散机制,当硫源温度在300～340℃之间,均可制得单一黄铜矿相结构且沿(112)面择优取向生长的CuInS2薄膜,且硫源温度为340℃制备的CuInS2薄膜均匀、致密,晶粒尺寸约为1μm,适合于制备CIS薄膜太阳能电池吸收层.     

强磁场退火对低温ECAP制备1050铝合金组织和性能的影响

通过硬度测试、EBSD测试及透射电子显微观察等手段,研究了不施加和施加12 T强磁场在90℃至210℃退火对低温等通道转角挤压(ECAP)制备1050铝合金的硬度及组织的影响。结果表明,在不小于150℃退火温度下,施加强磁场试样的硬度明显低于不施加强磁场试样的硬度,说明强磁场可以促进该合金的回复和再结晶过程。强磁场的施加,在退火温度为90℃和150℃时促进晶粒长大,在210℃时抑制晶粒的异常长大,形成了更加均匀晶粒尺寸分布,且强磁场可以促进小角度晶界的形成。强磁场的应用促进了位错脱离钉扎中心向晶界或亚晶界移动,并且最终湮灭,从而降低合金的位错密度。     

电场强度对Ti纳米晶薄膜生长模式及性能的影响

采用强脉冲电场条件下物理气相沉积的方法,通过大幅提高脉冲峰值电流的方式,获得晶粒尺寸细小的Ti纳米晶薄膜,并依次对薄膜的生长模式及相关性能进行了对比研究。结果表明:较大的峰值电流可以获得晶粒尺寸细小的Ti纳米晶薄膜,但峰值电流的增大不能改变薄膜内晶体以Ti(100)晶面择优生长。薄膜的表面生长形貌表现为随峰值电流的增大,颗粒间隙大幅降低、粒子团聚尺寸增大、整体呈现圆球状紧密生长的结构。截面生长形貌表现为随峰值电流的增大逐渐由纤维状向柱状形貌过渡,并有效降低薄膜的内部缺陷,致密度显著提高。力学性能表现为随峰值电流的增大,薄膜的硬度、模量都呈现出先增大后减小的变化趋势,且当峰值电流增大到30~45 A之间时,Ti薄膜的硬度与模量存在最大值。     

蒸镀法制备ZnS光学薄膜研究

采用真空蒸镀法在Si(111)基板上制备了ZnS光学薄膜,并系统研究了蒸发温度、沉积时间、基板距蒸发源的位置等因素对所制备薄膜物相及显微结构的影响.用X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对制备的薄膜进行了表征.结果表明:制备薄膜的物相主要以β-znS闪锌矿(Sphalerite)为主,并有少量的α-ZnS纤锌矿(Wurtzite),薄膜具有(111)结晶取向的生长特征.当沉积温度为1200℃时,所制备薄膜的结晶性能较好,随沉积时间延长,薄膜的结晶性能降低.     

种子层(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx成分及厚度对Ni0.81Fe0.19薄膜磁性和微结构的影响

用直流磁控溅射方法制备了性能优良的以(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx为种子层的Ni0.81Fe0.19薄膜,研究了种子层成分及厚度对薄膜磁性和微结构的影响,结果表明当种子层(Ni0.81Fe0.19)0.63Cr0.37厚度为5.5 nm时,Ni0.81Fe019(20.0 nm)薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值为(2.53±0.06)%;当Cr的含量为0.36时,Ni0 81Fe0.19(60.0 nm)薄膜的AMR值为(3.35±0.06)%.AFM及XRD研究表明不同厚度缓冲层(厚度分别为2.8,5.5和8.3 nm)的Ni0.81Fe0.19(20.0 nm)薄膜表面平均晶粒尺寸基本都为35.2 nm,但其111织构相差很大,AMR值最大时,对应的111衍射峰最强;不同Cr含量(分别为0.28,0.36和0.41)的Ni0.81Fe0.19(60.0 nm)薄膜表面平均晶粒尺寸和111衍射峰相差都很明显,AMR值最大时,对应地薄膜表面平均晶粒尺寸最大,Ni0.81Fe0.19111衍射峰也最强.     

热处理温度对Fe-Ni合金薄膜微结构及磁性的影响

采用直流电沉积法在硫酸盐-氯化物镀液中制备了Fe-44wt%Ni纳米晶合金薄膜.通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及开路磁测量装置,对Fe-44wt%Ni合金薄膜镀态和退火态样品的微结构和磁性能进行测量.结果表明:退火温度升高能够降低薄膜内应力,使薄膜结晶均匀,但对薄膜晶粒尺寸和磁性能影响很大.Fe-44wt%Ni合金薄膜是由γ-(Fe,Ni)相和α-(Fe,Ni)相构成.在250℃真空退火处理1h后Fe-44wt%Ni合金薄膜的晶粒尺寸在20～30 nm之间,且具有良好的软磁性能,饱和磁感应强度BS为1.06T,矫顽力HC为40A/m.     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积（PCVD）方法在高速钢基体上沉积出新型Ti—Si—C—N超硬薄膜．Ti—Si—C—N薄膜为纳米晶／非品复合结构（nc—Ti（C,N）／a-Si3N4／a-C—C）,当薄膜中Si和C含量较高时,Ti（C,N）转变为TiC,晶粒尺寸减小到2—4nm．薄膜晶粒尺寸和硬度的高温热稳定性均随沉积态薄膜中的原始晶粒尺寸减小而提高,当原始晶粒尺寸在8—10nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达900℃;当原始晶粒尺寸在2—4nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达1000℃．薄膜硬度和晶粒尺寸表现出同步的高温热稳定性．分析认为由调幅分解形成的纳米复合结构中的非晶相强烈地抑制晶界滑移与晶粒长大,从而使Ti—Si—C—N薄膜的热稳定性显著提高．     

Be薄膜制备及其生长动力学性质研究

采用真空蒸镀法制备厚度400～2100 nm、表面均方根粗糙度Rq＜6.0 nm的Be薄膜.XRD结果表明不同厚度Be薄膜均由hcp结构的(aBe)相组成.当蒸发温度从1243 K增加至1403 K时,Be原子沉积速率急剧增大,α-Be晶粒平均直径增大近3倍,其择优取向发生显著改变.薄膜表面小岛由不规则的多边形晶粒逐渐转化为棱角分明的六边形晶粒,而横截面形貌始终以柱状晶生长为主,它垂直于基片呈定向排列.此外,理论计算的Be薄膜生长速率与实验测定的结果十分吻合,它与平衡蒸气压成正比,随蒸发温度的升高而呈指数函数关系增大.     

水热法制备纳米氧化锆煅烧过程中晶粒生长特性研究

对水热法制备的纳米氧化锆在不同温度和保温时间条件下进行了煅烧,采用X射线结合全谱模型方法分析了晶粒尺寸和晶粒尺寸分布的变化。结果表明,当煅烧温度在300℃时,纳米氧化锆晶粒开始生长并伴随着晶粒尺寸分布宽化。纳米氧化锆的晶粒生长速率及晶粒尺寸分布与煅烧温度和保温时间有关。根据分析结果,计算了晶粒生长指数和晶粒生长活化能。讨论了晶粒生长机理,晶粒旋转合并是纳米氧化锆晶粒生长的主要方式。     

水热法制备纳米氧化锆煅烧过程中晶粒生长特性研究（英文）

对水热法制备的纳米氧化锆在不同温度和保温时间条件下进行了煅烧,采用X射线衍射结合全谱模型方法分析了晶粒尺寸和晶粒尺寸分布的变化。结果表明,当煅烧温度在300℃时,纳米氧化锆晶粒开始生长并伴随着晶粒尺寸分布宽化。纳米氧化锆的晶粒生长速率及晶粒尺寸分布与煅烧温度和保温时间有关。根据分析结果,计算了晶粒生长指数和晶粒生长活化能。讨论了晶粒生长机理,晶粒旋转合并是纳米氧化锆晶粒生长的主要方式。     

连续柱状晶CuAlNi合金无模拉拔过程中的组织性能演变

在进料速率0.5 mm/s,冷热源距离15 mn保持不变,拉拔速率0.8—1.1 mm/s,变形温度650—900℃的条件下,对连续柱状晶组织Cu-14.0%Al-3.8%Ni(质量分数)合金线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与合金显微组织和力学性能的关系,并对变形后合金组织性能演变的机理进行了探讨.结果表明:平直晶界连续柱状晶合金线材经无模拉拔变形后,可形成平直晶界和锯齿状晶界连续柱状晶、不完全动态再结晶和完全动态再结晶4种微观组织.在变形温度650℃,拉拔速率0.80.9 mm/s的范围内,变形后合金仍然保持平直晶界连续柱状晶组织;随着变形温度和拉拔速率的提高,连续柱状晶的平直晶界向锯齿状晶界转变.当拉拔速率为0.9 mm/s,变形温度上升至850℃时,合金呈现出明显的不完全动态再结晶的组织特征,即原始柱状晶粒沿变形方向拉长变细,在部分锯齿状晶界处有细小的动态再结晶晶粒产生;继续升高温度至900℃,合金发生完全动态再结晶,大量等轴、尺寸较大的动态再结晶晶粒完全取代了变形的柱状晶粒.拉拔变形后合金线材的抗拉强度随着变形温度的升高先小幅度增加然后显著降低,而伸长率则单调降低.     

园林装饰用耐候钢的轧制与性能研究

研究了开轧温度、终轧温度和卷曲温度对园林装饰用耐候钢组织和耐腐蚀性能的影响,并与Q235钢进行了对比分析。结果表明,随着开轧温度的降低,耐候钢的平均晶粒尺寸逐渐降低;降低终轧温度,可以一定程度上减小耐候钢的晶粒尺寸;卷曲温度为540℃时耐候钢的晶粒尺寸为10.4μm,卷曲温度为640℃时耐候钢的晶粒尺寸为15.1μm,提高卷曲温度后耐候钢的晶粒明显粗化;开发的耐候钢的腐蚀速率和腐蚀深度都小于Q235钢,且开轧温度990℃、终轧温度840℃、卷曲温度为590℃工艺条件下耐候钢的耐腐蚀性能最好。     

热处理温度和溅射气压对铜薄膜结构和性能影响的研究

采用射频磁控溅射镀膜法,在不同溅射气压、不同热处理温度下制备了铜薄膜,并利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（xRD）研究了溅射气压和热处理温度对铜薄膜结构和性能的影响。结果表明：热处理前铜薄膜的晶粒尺寸较小且大小分布不均;随着热处理温度的提高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大,表面更加平坦化,而晶粒之间的缝隙呈现先增大再减小后增大的趋势,在400℃时晶粒排列最紧密,表面最平坦;随着溅射气压的增高,铜（111）峰值呈现先增大后减小的趋势,当溅射气压为1．0Pa时铜的抗电迁移性最强。     

Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大行为

通过测量Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸并进行拟合计算,研究了Ti-22Al-27Nb合金在不同等温退火温度及时间下的晶粒长大行为。结果表明,随着等温退火温度、时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸呈现增加的趋势,但随着等温退火时间的延长,晶粒尺寸的长大速度呈现降低的趋势。等温退火温度为1070 ℃,合金的晶粒长大生长指数为0.38;而当温度升高至1090 ℃时,生长指数达到了0.44。随着等温退火时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大激活能呈增加趋势,范围在132.8~267.2 kJ·mol^-1。     

退火温度对磁控溅射氧化钒薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃基底上沉积VO_x薄膜,随后在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对薄膜结构和光学性能的影响。利用X射线衍射、扫描电镜、分光光度计分别测试了物相结构、表面形貌、光学性能。结果表明,退火处理使薄膜样品由处理前的非晶态转变成晶态。随着退火温度的升高,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大。退火后薄膜的透射率比退火前的偏小,当退火温度由300℃升高到500℃时,薄膜的吸收带边向长波方向偏移,出现红移现象,薄膜的吸收率也随之升高。在晶化的样品中,退火温度为300℃时的薄膜透射率最好;退火温度为500℃时,薄膜的晶粒度均匀性最好。     

退火温度对BiFeO_3薄膜结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法在ITO/glass衬底上制备了BiFeO_3薄膜。研究了退火温度对BiFeO_3薄膜样品的晶体结构、显微结构和铁电性能的影响,退火温度分别为450,475,500和525℃。并分析了相关机理。结果表明:当退火温度不高于500℃时,薄膜结晶较好,表面致密平整,随退火温度升高薄膜晶粒逐渐长大,当退火温度为500℃时,剩余极化强度Pr为62μC/cm~2;当退火温度增加到525℃时,薄膜表面晶粒较不均匀且出现了较多气孔,薄膜的铁电性能较差。     

AZ31镁合金等温条件下晶粒长大模型

研究加热温度150~450℃和保温时间对AZ31镁合金晶粒尺寸变化的影响。结果表明:当加热温度一定时,晶粒尺寸随保温时间延长而增加;保温时间一定时,当加热温度在150~250℃范围时,晶粒尺寸随温度升高呈现先增加后减小的趋势。当加热温度大于250℃时,晶粒尺寸随加热温度升高而逐渐增大。基于250~450℃时的实验数据,确定了AZ31镁合金晶粒长大激活能,构建了在等温条件下的AZ31镁合金晶粒长大模型。本文构建的模型计算结果与实验结果吻合较好.     

磁控溅射CoCrFeNi高熵合金薄膜的硬度和电阻率研究

目的 研究溅射功率对CoCrFeNi高熵合金薄膜硬度和电阻率的影响,期望获得同时具有高硬度和高电阻率的高熵合金薄膜,为其在电阻薄膜领域的应用提供实验基础。方法 在不同溅射功率条件下（40、60、80、100 W）,利用CoCr合金靶、Ni片和Fe片拼接成合金靶,采用磁控溅射法在硅基底表面沉积CoCrFeNi高熵合金薄膜。利用XRD分析薄膜相结构,通过SEM分析薄膜成分和形貌,利用显微硬度计测量薄膜硬度,采用双电测四点探针法测定薄膜电阻率。结果 不同溅射功率下制备的CoCrFeNi薄膜均与基底结合良好,呈柱状生长模式,且合适的溅射功率有助于获得等摩尔比高熵合金薄膜。随着溅射功率由40 W升高至100 W,薄膜结晶性得到改善,形成简单的FCC相,（111）择优生长更加强烈,柱状生长愈加明显,晶粒尺寸增大,硬度和电阻率降低。结论 溅射功率对CoCrFeNi薄膜组织和性能具有重要影响。当溅射功率为40 W时,CoCrFeNi薄膜同时具有最高硬度和最大电阻率,其值分别为940.5HV和336.5 μΩ?cm。     

纳米晶W-Cu复合粉末烧结行为

研究了机械合金化制备的纳米晶W-xCu(x=15,20,25)复合粉末的烧结行为.结果表明,纳米晶W-Cu复合粉末烧结致密化强烈地依赖于烧结温度与烧结时间.当烧结温度从1 150℃提高到1 200℃时,烧结30min后的烧结体相对密度由91%～94%增加到97%～98%;当烧结温度超过1 300℃时,烧结体发生快速致密化,5 min内相对密度即可达到98%左右.研究还发现,W-Cu合金中W晶粒尺寸也强烈地依赖于烧结温度,即烧结温度愈高,W晶粒长大愈显著.当压坯在1 200～1 250℃烧结30 min后,所得到的晶粒度约为300～500 nm,其中经1 200℃烧结时的晶粒尺寸约为300～350 nm.另外,Cu含量增加有利于烧结致密化,并降低W晶粒长大的趋势.