低压布里奇曼法CdZnTe晶体生长及其热应力模拟

采用有限元方法，对晶体结晶结束位置处的晶体内部热应力分布进行了数值模拟，结果表明：晶体在石英安瓿内壁附近，变径处以及头部尖端处的热应力较大，应力值约在10^8N／m^2数量级，晶体中部热应力分布较小且比较均匀，约为10^7N／m^2。为了防止晶体在生长过程中头部尖端处以及变径处的位错延伸至晶体内部，提出了在不同生长阶段采用不同下降速度，并且在晶体下降至变径处采用“回熔”操作的新工艺。实验结果表明：利用新工艺生长的晶体位错密度明显降低，约为2×10^2cm^-2，同时显著地提高了晶体的利用率。     

CdZnTe Crystal Growth by Vertical Gradient Freezing Method

ＣｄＺｎＴｅＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈｂｙＶｅｒｔｉｃａｌＧｒａｄｉｅｎｔＦｒｅｅｚｉｎｇＭｅｔｈｏｄＨｏｕＱｉｎｇｒｕｎ；ＷａｎｇＪｉｎｙｉ；ＤｅｎｇＪｉｎｃｈｅｎｇ；ＤｕＢｉｎｇ，（侯清润）（王金义）（邓金诚）（杜冰）；ＬｉＭｅｉｒｏｎｇａｎｄＣ...     

预制膜对铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程的影响

在磷酸盐体系电解液中,利用微弧氧化技术,分别对有、无高温氧化预制膜的铝合金进行表面陶瓷化处理,研究了预制膜对陶瓷层生长的影响规律.结果表明:高温氧化预制膜有利于提高陶瓷层的生长速率,降低起弧电压;陶瓷层的生长先是以初期形成的陶瓷颗粒为核心呈线状扩展,然后多条线接合呈网状,最后蔓延成面;陶瓷层生长的初期以高温氧化预制膜熔化生成为主,到后期,则是以铝合金基体熔化生成为主,此时预制膜对陶瓷层生长过程的影响较小,但由预制膜生成的陶瓷对陶瓷层生长的影响较大.     

降温速率对CdZnTe晶体内Te夹杂相的影响

采用改进的垂直布里奇曼生长法生长CdZnTe(CZT)单晶。生长完成后,选取了10~60 K/h不同速率降温处理。采用红外透射显微镜和多道能谱仪分别测试不同降温速率的晶片内部Te夹杂相分布和能谱响应。结果表明,10~30K/h之间的慢速降温会导致晶体内部出现较大尺寸的Te夹杂(>10μm),40 K/h以上的快速降温所得到的晶体内部主要以小尺寸(<10μm)为主。同时快速降温会导致晶体内部的Te夹杂浓度大量增加,并且降温速率越快,Te夹杂浓度越大。此外,降温速率过慢所得到晶片的能谱分辨率较差,但是降温速率过快也会影响到晶片的性能。40 K/h的降温速率所得到的晶片能谱性能较好,实验结果表明:大尺寸或者高浓度的Te夹杂都不利于能谱响应,保留一定浓度的小尺寸Te夹杂的晶体能谱性能较佳。     

Vertical Gradient Freeze Growth of Cd_(1-x)Zn_xTe with Cd / Zn Reservoir

ＶｅｒｔｉｃａｌＧｒａｄｉｅｎｔＦｒｅｅｚｅＧｒｏｗｔｈｏｆＣｄ＿（１－ｘ）Ｚｎ＿ｘＴｅｗｉｔｈＣｄ／ＺｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒＨｏｕＱｉｎｇｒｕｎ；ＷａｎｇＪｉｎｙｉ；ＤｅｎｇＪｉｎｃｈｅｎｇ；ＬｉＭｅｉｙｉｎｇａｎｄＴａｏＦｅｎｇ（侯清润）（王金义）...     

超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层结构及性能

目的 改善唇形油封与对磨旋转轴的密封效果,提高旋转轴的耐磨减摩性能,并延长唇形油封的使用寿命。方法 采用超音速火焰喷涂方法在TC4钛合金试样上制备碳化钨涂层并进行磨削及抛光加工以获得光滑的表面,再利用离子源辅助磁控溅射方法制备掺钨类金刚石膜。采用扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机和油封模拟试验台等手段对复合涂层的显微结构、摩擦磨损和密封性能进行系统表征。结果 复合涂层中的超音速火焰喷涂碳化钨涂层显微结构均匀,碳化钨含量梯度变化的掺钨类金刚石膜厚度约为2.1～2.3μm。与超音速火焰喷涂碳化钨涂层相比,复合涂层与F223–15橡胶和石墨的摩擦因数及磨损量均有一定程度的降低,油封模拟试验中润滑油泄漏量显著减少,唇形油封唇口的磨损量更低,但密封试验后旋转轴表面磨痕中部DLC出现局部脱落迹象。结论 超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层具有优异的耐磨减摩作用,唇形油封的密封效果得到显著加强,具有作为唇形油封对磨转动部件表面强化涂层的潜力。     

漆膜缺陷分析及修复工艺

涂料在涂装过程中,漆膜会出现各种问题,本文就漆膜出现缺陷的原因进行分析,并提出修复工艺。     

SiC 涂层对不同碳基体氧化防护行为的研究

为了提高碳材料的抗氧化性能,采用料浆烧结法在石墨和C/C复合材料上制备了SiC 抗氧化涂层.测试了SiC涂层在1200℃的高温下对不同碳基体的氧化防护能力,利用扫描电子显微镜 (SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对涂层结构进行分析.结果表明:SiC涂层对不同碳材料的抗氧化防护行为有很大差异,在1200℃的高温下SiC涂层对石墨具有较好的抗氧化性能,而对C/C复合材料的氧化防护性能较差.     

离子镀厚金膜过渡层的研究

通过对电弧离子镀厚金膜工艺过渡层的深入研究,得出了采用离子轰击清洗、Ni-Cu过渡层和镀膜室内热处理是离子镀厚金膜的工艺路线,通过一次装炉实现了制备Ni-Cu过渡层、沉积金膜、热处理和金膜增厚等工序一次完成。经过现场实验,摩擦副的往复运动次数在运动速度2．5m/s时超过120次,完全满足要求。     

纳米压痕技术及其在薄膜/涂层体系中的应用

综述了纳米压痕技术的发展历程及其在薄膜领域的应用。介绍了当前实验室条件下主要采用的电磁驱动式纳米压痕仪的构造和工作过程。为了保证测试结果的准确性,要在合适的温度、湿度下进行压入实验,借助保载来消除一些可以避免的误差。阐述了压头的分类和选择原则,玻氏压头相比于维氏压头具有更小的中心线与棱面夹角,避免了尖端横刃对于压入结果准确性的影响,因此最常用的压头为玻氏压头;表征断裂韧性最合适的压头为立方角压头;表征微机电系统的弯曲采用楔形压头。总结了通过最大载荷和压入面积得到涂层力学参量的分析流程。归纳了将纳米压痕法应用于表征薄膜涂层的硬度和弹性模量、室温下蠕变性能、断裂韧性、残余应力、塑性性能等力学量的研究,如表征硬度和弹性模量的Oliver-Pharr法的应用,识别蠕变柔量的Lee-Radok模型的应用,分析断裂韧性的Lawn-Evans-Marshall模型的应用。在涂层制备过程中,制备参数的改变可以使得涂层具有不同的力学性能,涂层厚度远小于表面尺寸,硬度和弹性模量仍然存在各向异性,非晶态结构涂层具有更高的硬度和弹性模量。采用碳纳米管强化可以提高涂层的断裂韧性,涂层内存在适量的残余应力数值和合...     

几种沉积氮化钛涂层的新技术

介绍了几种沉积氮化钛涂层的技术。利用辅助磁场消除多弧离子镀沉积氮化钛膜层中的熔滴,细化膜层组织;安装平面大弧源和柱状弧源的多弧离子镀膜机,使多弧离子镀膜机结构简化,操作简单,采用非平衡磁控溅射源扩展了镀膜室内等离子体范围,有利于磁控溅射沉积氮化钛超硬涂层。     

二硫化钼固体干膜润滑涂层的性能对比研究

目的为了在产品加工过程中快速选择合适的二硫化钼涂料进行涂覆,对国内目前性能较优异的三种二硫化钼涂料进行相关性能检测。方法依据AS5272C《热固型防腐蚀干膜润滑剂采购规范》中规定的试验项目进行检测,包括附着力、耐铝腐蚀、亚硫酸盐雾、中性盐雾、耐高低温、耐液性、耐磨寿命、承载能力、固体含量。结果 HM-1700二硫化钼涂层除耐磨寿命外,其余性能均符合标准要求,而HD-02和HR-7301C二硫化钼涂层只有耐中性盐雾试验和耐磨寿命不符合标准要求。结论 HD-02和HR-7301C适用于重载、无长时间滑动摩擦的一般腐蚀环境下使用的零件,HM-1700适用于重载、无长时间滑动摩擦的腐蚀较恶劣环境(尤其是海洋大气环境)下使用的零件。     

磷化和胶体涂料在汽缸激光淬火中的对比试验

通过激光淬火工艺试验,比较了磷化膜和胶体亦层在内燃机汽缸激光淬火中的特点。从淬硬层质量、生产效率、生产成本等方面对两种预处理方法进行了分析。     

薄膜/涂层材料界面结合强度评价方法研究进展

薄膜/涂层与基体间的结合强度作为评价膜层质量的关键指标之一,是保证膜层满足力学、电学、光学以及磁学等使用性能的根本前提.薄膜/涂层材料界面结合性能的表征是表面科学与工程领域的重要组成部分,亦是研判和预防界面失效的基本依据.近年来,新材料、新装备、新技术和新工艺的不断涌现,加剧了界面微观结构的复杂性和结果的不可预测性,同...     

薄膜缺陷研究进展综述

在实际镀膜过程中,镀膜腔室内不可避免地会含有微米级的颗粒、灰尘,除此之外,衬底表面在加工过程中产生的缺陷、污染,即使经过清洗处理,往往也不能完全消除,甚至会带来新的缺陷、污染.阴极靶中的杂质、气泡以及微弧放电同样会产生颗粒物,这些因素将直接导致薄膜在生长过程形成缺陷.详细综述了薄膜缺陷的形成原因、分类以及对不同应用的影...     

金红石型TiO2的氧化硅膜包覆及其动力学研究

目的 研究以液相沉淀法制备硅包膜钛白粉(SiO2@TiO2)及氧化硅在TiO2粒子表面的沉积成膜过程动力学,从而指导钛白粉表面改性工艺的优化。方法 以硅酸钠为包膜剂在TiO2表面包覆氧化硅膜层,通过比表面积、Zeta电位、SEM和酸溶率分析,研究包膜温度、包膜pH、熟化时间等工艺条件对SiO2@TiO2膜层结构的影响。采用动力学模型对氧化硅在TiO2粒子表面的反应成膜过程进行计算拟合。结果 在包膜温度368 K、包膜pH=9.0以及反应熟化时间180 min时,获得的SiO2@TiO2氧化硅膜层致密性好,酸溶率稳定在14%的较低水平,比表面积保持在10.58 m²/g,等电点维持在2.34。氧化硅在TiO2粒子表面的成核点形成阶段的活化能为16.31 kJ/mol,生长成膜阶段的活化能为25.80 kJ/mol。结论 提高反应温度、在弱碱性条件下、延长熟化时间可使制备的SiO2@TiO2膜层致密性提高;SiO2@TiO2的比表面积、等电点与反映SiO2@TiO2膜层致密程度的酸溶率具有高度的相关性;氧化硅膜层在TiO2表面的包覆过程分为成核点形成以及氧化硅沉积成膜两个阶段,均符合三级反应动力学特征。     

精密合成碳膜电位器电阻体修刻误差分析及补偿

结合精密合成碳膜电位器电阻体修刻机的研发，在给出合成碳膜电位器修刻系统的组成及修刻原理的基础上，从硬件和软件等方面分析了系统内影响修刻精度的各种因素，并提出了相应的误差补偿方法。文章最后给出了误差补偿的效果。     

相场模型模拟强界面能各向异性作用下晶体生长

用Eggleston等提出的方案对界面能各向异性函数进行重整化处理,并使用相场模型对强各向异性情形下的晶体生长进行了模拟.在晶体平衡形态模拟中再现了晶向缺失现象,并与理论预测结果相一致.在自由枝晶生长过程中,当各向异性低于临界值时.枝晶生长速度随着各向异性系数增大而增大;在临界值附近生长速度突然降低5%;当高于临界值时生长速度又开始增加直到在0.20处达到最大值,其后基本不变.     

Ti-Si-N 薄膜生长过程的计算机模拟

首次应用修正嵌入原子法(MEAM)以及动力学蒙特卡洛方法(KMC)对Ti-Si-N薄膜的生长过程进行了计算机仿真模拟。在合理选择势函数及MEAM各项参数的基础上,利用编程软件仿真在不同基底温度下的薄膜生长过程。与采用传统简单的Mouse势进行模拟的结果相比,这种新方法的模拟结果更加准确,与实验结果更加吻合。仿真结果表明:基底温度对Ti-Si-N薄膜的形成过程有着直接的影响,当基底温度为800 K时,岛所形成的形貌最为理想,缺陷率最低。     

过冷Cu70Ni30熔体在石英玻璃涂层壳型中过冷遗传性

在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层（Ｂ）上，用溶胶－凝胶原理制备了非晶薄膜涂层（Ｆ），ＦＴＩＲ和ＴＧＡ－ＤＴＡ 分析结果表明，裂纹发生在室温～４００℃加热区间，产生的主要原因，是热处理过程中涂层吸附水、醇快速解附引起薄膜膨胀所致，这一过程中涂层的热失重占总失重量的８９．５％ 。为此，用分级热处理工艺制备了无裂纹Ｂ－Ｆ复合涂层，ＸＲＤ分析结果表明，该涂层为ＳｉＯ２ 玻璃态。将净化后获得深过冷的Ｃｕ７０Ｎｉ３０合金熔体浇入Ｂ－Ｆ涂层中，获得了１９８Ｋ深过冷，其过冷度遗传率达到了０．７６。