基于热喷涂界面微纳结构设计的涂层力学性能研究进展

热喷涂陶瓷涂层在航空航天、交通运输等众多领域具有广阔的应用前景,常见的热喷涂陶瓷涂层体系包括陶瓷层、金属/合金粘结层和金属基体.由于陶瓷层与粘结层具有较大的物化性能差异,使界面成为热喷涂陶瓷涂层易发生失效的区域,极大降低了涂层的服役寿命,遏制了热喷涂陶瓷涂层更为广泛的应用.以热喷涂界面的微观和宏观结构设计为出发点,综述了微观界面和扩散对界面力学性能的影响,总结了微米-纳米颗粒的界面结构、成分连续梯度变化的涂层结构和涂层缺陷对性能的影响.同时总结了三点弯曲、显微硬度和纳米压痕对界面力学性能的系统表征方法,并结合不同测试方法的特性,给出了对应的多尺度界面力学性能的计算公式.上述结果对设计和制备高性能复合涂层具有重要的理论意义,对延长涂层服役寿命具有实际的应用价值.     

热障涂层TGO界面应力分布及裂纹扩展行为的研究进展

热障涂层以其优异的抗氧化? 隔热? 耐腐蚀性而广泛应用于热端部件表面.在超过1000℃高温的服役环境下,外界的氧元素通过陶瓷层扩散到粘接层界面,与其中的金属元素发生氧化反应生成一层热生长高温氧化物(TGO)? 随着服役时间的增加,TGO不断生长,TGO界面产生较大的热应力,导致裂纹的萌生与扩展,使得涂层大面积剥落,因此TGO氧化失效的研究既是难点也是热点问题.总结了研究TGO界面建立的主要几种模型,例如同心圆界面模型? 曲线弦界面模型和真实界面模型,其中曲线几何结构通常只需要振幅和波长即可很好地描述界面,因此大多数模型建立采用了曲线模型.在此基础上,重点综述了界面形貌、界面粗糙度和TGO厚度对应力分布的影响,以及从应变能释放率和裂纹路径两个角度探讨了界面损伤行为.上述研究很好地阐明了TGO生长过程,但是仅考虑了形态特征对应力分布的影响,接下来的研究应考虑真实TGO界面并完善模拟的准确性,同时发展有限元技术实现在实际条件下裂纹扩展路径和使用寿命的预测.     

原子层沉积技术改性CrN硬质涂层性能的第一性原理研究

目的 基于密度泛函理论的第一性原理,对原子层改性氮化铬(CrN)涂层的关键性能进行仿真计算,以充分了解涂层微观组织结构演变和微观界面结构本质,为后续原子层沉积CrN工艺研究提供理论指导.方法 通过建立CrN(011)-CrN(011)复合体系模型,分析计算了涂层的界面性能、弹性性能及热力学性能.结果 模型结构经过优化后,各原子层间间距均发生不同程度的减小,且各层间距趋于一致.态密度分析表明:其优良的结构稳定性主要来自6.4～4.8 eV范围内Cr原子3d轨道和N原子2p轨道间的相互作用;基于应力应变的弹性常数满足波恩准则判定依据,力学性能稳定,计算结果为硬度30.29 GPa,体积模量409.83 GPa,剪切模量270.86 GPa.采用NVT系综模拟,当温度T≤1023 K时,温度波动振荡收敛;当温度T>1023 K时,温度在某个时间点瞬时激增而不收敛,可以得出CrN涂层的极限使用温度为1023 K.结论 原子层沉积改性的CrN硬质涂层具有优良的界面相容性,成键强度高,界面能低,结构性能稳定.     

接触面陷阱密度对a-InSnZnO薄膜晶体管器件电气性能的影响研究

We reported the influence of interface trap density（Nt） on the electrical properties of amorphous InSnZnO based thin-film transistors,which were fabricated at different direct-current（DC） magnetron sputtering powers.The device with the smallest N_t of 5.68×10¹¹ cm^-2 and low resistivity of 1.21×10^-3Ω·cm exhibited a turn-on voltage(V_ON) of-3.60 V,a sub-threshold swing（S.S） of 0.16 V/dec and an on-off ratio(I_ON/I_OFF) of⁸ x 108.With increasing N_t,the V_ON,S.S and I_ON/I_OFF were suppressed to-9.40 V,0.24 V/dec and 2.59×10⁸,respectively.The V_TH shift under negative gate bias stress has also been estimated to investigate the electrical stability of the devices.The result showed that the reduction in N_t contributes to an improvement in the electrical properties and stability.     

Temperature dependent interfacial and electrical characteristics during atomic layer deposition and annealing of HfO2 films in p-GaAs metal-oxide-semiconductor capacitors

We have investigated the temperature dependent interfacial and electrical characteristics of p-GaAs metal-oxide-semiconductor capacitors during atomic layer deposition(ALD) and annealing of HfO₂ using the tetrakis(ethylmethyl) amino hafnium precursor. The leakage current decreases with the increase of the ALD temperature and the lowest current is obtained at 300℃ as a result of the Frenkel-Poole conduction induced leakage current being greatly weakened by the reduction of interfacial oxides at the higher temperature. Post deposition annealing(PDA) at 500℃ after ALD at 300℃ leads to the lowest leakage current compared with other annealing temperatures. A pronounced reduction in As oxides during PDA at 500℃ has been observed using X-ray photoelectron spectroscopy at the interface resulting in a proportional increase in Ga₂O₃. The increment of Ga₂O₃ after PDA depends on the amount of residual As oxides after ALD. Thus, the ALD temperature plays an important role in determining the high-k/GaAs interface condition. Meanwhile, an optimum PDA temperature is essential for obtaining good dielectric properties.     

基于SSH+Ajax的校园文档资源共享平台设计

针对大学校园文档资源统一管理、交互共享等问题,提出采用SSH框架与Ajax技术,设计交互共享、开放式校园文档资源管理平台。完成平台文档模块接口与类以及平台数据库设计,支持多种格式文档的快速搜索、浏览、上传、下载。实验表明,使用SSH框架可提高文档共享平台的可靠性与复用性,使用Ajax技术提高了资源的共享效率。该平台可有效解决校园文档信息孤岛问题,为高校教学资源的开放共享提供了良好的管理手段。     

基于微信公众平台的外语微学习资源设计与应用研究

针对微信使用群体的普及,本文提出在构建外语学习资源信息管理系统的基础上,搭建一个用于学生校园学习的微信服务账号,从而通过该微信服务账号实现学生对学习资源的利用,更好的促进语言能力的提升。本文借助Web服务器、Java技术、数据库、XML解析技术等系统进行开发,并对其实现进行详细的阐述,从而实现信息化技术与教学方式的创新,具有很大的推广和应用价值。     

基于变频器的一种协议转换接口设计

随着工厂自动化技术的发展,基于Profibus-DP 现场总线与Modbus协议的通信技术在国内外得到了广泛的应用。然而要实现两者之间数据转换却较为困难,原因是实现两者之间数据转换的产品相对较少。本文针对采用Modbus RTU协议通信的变频器,提供了一种Profibus- DP现场总线与Modbus协议之间转换的通信接口,主要阐述了该接口的软硬件设计方案,并重点介绍了实现通信接口可靠性与实时性的方法。实验结果证明了该设计方案的可行性。     

SMRT电磁机电混合实时仿真交流-交流分网技术研究

针对电磁机电混合实时仿真( super mixed real-time simulation, SMRT)中交流-交流(交交)分网方式的难点和实用化的需要,提出了映射式交交分网方案,通过电磁、机电两侧重叠的映射子网络维持交流系统三序网络的完整和交流系统之间的同步。进一步通过基于映射子网的接口等值模型、基于映射关系的预估-校正接口误差治理等关键技术,保证了混合仿真交互计算的稳定和电磁、机电暂态两侧有效、平滑地接口。案例分析表明,映射式交交分网方案有效实用,相对于交流-直流(交直)分网方式,可以更准确地模拟复现交流电网与直流电网或电力电子设备间存在的重要高频暂态过程。