氨化硅基Ga2O3／Al2O3制备GaN薄膜性质研究

研究了Ga2O3／Al2O3膜反应自组装制备GaN薄膜。首先利用磁控溅射法在硅衬底上制备Ga2O3／Al2O3膜，再将Ga2O3／Al2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜。用傅里叶红外谱仪(FTIR)，X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对试样进行结构、组分和形貌分析。通过分析薄膜各方面的性质，得出了用此方法制备氮化镓薄膜的Al2O3缓冲层最佳的厚度为15nm左右，最佳氨化条件是在900℃下氨化15min。     

ZnO／Ga2O3膜的氨化温度对制作硅基GaN纳米材料的影响

通过在不同温度下氨化ZnO／Ga2O3膜，在Si衬底上成功制备了GaN纳米结构材料。氨化前，ZnO层和Ga2O3膜分别通过射频磁控溅射法依次溅射到Si衬底上。用X射线衍射(XRD)、红外傅里叶变换光谱(FTIR)分析了GaN晶体的结构和组分，利用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌。通过对测试结果的分析可知在Si衬底上由ZnO挥发辅助生长出六方纤锌矿GaN纳米结构晶体，并且ZnO／Ga2O3的氨化温度对形成GaN纳米材料具有明显的影响。     

氨化合成一维GaN纳米线

用氨化溅射Ga2O3薄膜的方法，成功地合成了一维GaN纳米线。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨电镜(HRTEM)对样品进行了分析。生成的GaN纳米线平直光滑，其直径为20nm～90nm，长可达50μm；纳米线为高质量的单晶六方纤锌矿GaN，沿[110]方向生长。用此工艺制备GaN纳米线，避免了在制备过程中引入杂质，合成的纳米线纯度较高。     

高温氨化Ga2O3形成GaN粉末

采用NH3为N源，以Ga2O3粉末为Ga源高温氨化形成GaN粉末。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)对粉末进行结构、形貌分析。结果表明：当Ga源温度为850℃时得到六方纤锌矿结构的GaN晶体颗粒。     

氨化硅基Ga2O3／Al2O3制备GaN薄膜的发光特性研究

研究了Ga2O3／Al2O3膜氢化反应自集结制备GaN薄膜的光致发光特性，讨论了发光机制以及生长条件对其光致发光特性的影响。样品的荧光光谱在347nm有一强发光峰，在412nm有一弱发光峰，这两个峰的强度都随着氨化温度的升高和氨化时间的增长而增强，但峰的位置保持不变。我们认为347nm的峰是GaN的带边发光峰由于薄膜中晶粒尺寸的减小而蓝移造成的，而412nm的发光峰则来源于导带到杂质受主能级的辐射复合。     

氨化Si基Ga2O3/V膜制备GaN纳米线

氨化硅基钒应变层氧化镓膜制备了大量氮化镓纳米线,X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察发现,纳米线具有十分光滑且干净的表面,其直径为20～60 nm左右,长度达到十几微米.高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射分析结果表明,制备的氮化稼纳米线为六方纤锌矿结构.光致发光谱显示制备的氮化稼纳米线有良好的发光特性.另外,简单讨论了氮化稼纳米线的生长机制.     

通过基体合金化制备界面相容的Al2O3p/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．     

Fe2O3／Al体系制备Al2O3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究.对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5 μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好.对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18 MPa,比基体提高了26%.     

Al2O3对电沉积Ni-Co／AlO3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni—Co／Al2O3复合镀层，并研究了Al2O3对电沉积Ni—Co／Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明：在本试验范围内，镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

自蔓延高温合成TiB2／Al2O3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料，与铝粉、碳化硼进行自蔓延（SHS）高温合成TiB2／Al2O3复合材料，通过差热和X射线衍射分析，确定了TiO2、Al及B4C的反应机制，得到了生成TiB2／Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2／Al2O3复合粉体相关的力学性能，得到材料的抗压强度为87．2MPa，抗弯曲强度为104．3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔，生成物微观区域不太均匀，材料的断裂形式主要为脆性断裂，生成物的颗粒尺寸为亚微米级。     

氨化Ga2O3 /Nb膜制备的GaN纳米线的光学和微观结构特性的研究

采用射频磁控溅射技术在硅衬底上制备Ga2O3/Nb薄膜,然后在900℃下于流动的氨气中进行氨化制备GaN纳米线.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜详细分析了GaN纳米线的结构和形貌.结果表明:采用此方法得到的GaN纳米线有直的形态和光滑的表面,其纳米线的直径大约50nm,纳米线的长约几个微米.室温下以325nm波长的光激发样品表面,只显示出一个位于367 nm的很强的紫外发光峰.最后,简单讨论了GaN纳米线的生长机制.     

铝熔体中添加NH4Al(SO4)2制备Al/Al2O3复合材料

向铝熔体中添加脱水的硫酸铝铵,于900℃下发生分解反应,反应分解的Al2O3原位生成颗粒增强铝基复合材料。SEM观察表明,Al2O3颗粒在铝基体中细小弥散分布,形成球形的、不团聚的增强体颗粒。与基材相比,Al/Al2O3复合材料的耐磨损性能明显提高,耐磨性是基材的4倍,且由硫酸铝铵原位生成的复合材料耐磨性优于添加氧化铝形成的复合材料。拉伸实验结果显示,复合材料的抗拉强度没有明显变化,且塑性有所降低。     

Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

Si基上羟基磷灰石/Al2O3复合生物涂层的制备

采用物理气相沉积(PVD)与阳极氧化与电沉积相结合的复合技术在Si基表面制备了羟基磷灰石(HA)/Al2O3复合生物涂层。采用SEM研究了阳极氧化Al2O3和HA/Al2O3复合生物涂层的形貌,并采用EDS与XRD研究了HA/Al2O3复合生物涂层的组成和物相。结果表明:扩孔处理后阳极氧化的Al2O3孔径约为1.5~3.0μm,电沉积HA的n(Ca)/n(P)约为1.61,最终获得了以HA为外层、HA/Al2O3为中间过渡层、Si为基底的复合材料。其中,HA不仅沉积于阳极氧化Al2O3的孔洞中,且外延生长并覆盖在阳极氧化Al2O3表面,从而在HA外层与HA/Al2O3中间过渡层之间形成了一种T形分布的结构特征,该结构特征将有助于增强HA外层与中间过渡层的界面结合强度。