强烈冷拉塑性变形及退火处理对珠光体钢组织性能的影响

经过强烈变形,珠光体钢组织中铁素体和渗碳体均发生强烈细化,形成了超细晶、纳米晶;材料变形处理后经200℃退火,组织中析出大量纳米尺度渗碳体颗粒,抗拉强度升高;经300℃退火,渗碳体发生相平衡回复,各种晶体缺陷发生合并、抵消;经400℃退火,铁素体发生再结晶,渗碳体晶粒长大;经500℃退火,出现等轴晶组织;而更高温退火,渗碳体发生合并形成片状组织,强度大幅下降,韧性开始升高。     

基于电化学加工方法的铝基超疏水表面制备技术研究

鉴于金属铝表面存在微米级的晶界和纳米级的位错,在外加电场和电解液的作用下,晶界位错处因具有更高的位能会使得阳极优先溶解,进而形成微纳米结构相结合的粗糙表面,提出一种新的铝基超疏水表面的电化学制备方法,实验研究了其加工质量、加工效率和加工条件之间的关系,结果显示电化学加工方法能够在铝基底上制备出多阶层微/纳米结构,可用作超疏水表面基底。电化学加工比化学刻蚀法有更好的可控性,同时比光刻等方法更经济。所加工表面经过低表面能材料修饰后呈现超疏水的特性,与水滴的接触角达到167°,滚动角小于3°。     

电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用

电子束光刻技术是推动微米电子学和微纳米加工发展的关键技术,尤其在纳米制造领域中起着不可替代的作用。介绍了中国科学院微电子研究所拥有JEOLJBX5000LS、JBX6300FS纳米电子束光刻系统和电子显微镜系统的电子束光刻技术实验室,利用电子束直写系统所开展的纳米器件和纳米结构制造工艺技术方面的研究。重点阐述了如何利用电子束直写技术实现纳米器件和纳米结构的电子束光刻。针对电子束光刻效率低和电子束光刻邻近效应等问题所采取的措施;采用无宽度线曝光技术和高分辨率、高反差、低灵敏度电子抗蚀剂相结合实现电子束纳米尺度光刻以及采用电子束光刻与X射线曝光相结合的技术实现高高宽比的纳米尺度结构的加工等具体工艺技术问题展开讨论。     

一维纳米结构的拉伸力学测试

对一维纳米结构开展轴向拉伸测试时,面临着样品制备、装载、拉伸、样品的轴向应力与应变的高精度测量等难点,解决途径包括改造现代显微仪器、研制MEMS力学测试芯片及发展一维纳米样品的制备与装载技术。从实验使用的测试仪器及拉伸方式出发,将目前发表的一维纳米拉伸实验分为基于探针、MEMS和电子束辐照开展的拉伸实验,并对各种实验方法进行了比较。发现基于MEMS的拉伸实验由于其对测试仪器的改造小、花费少、且通过设计制作不同测试功能的芯片可实现多样测试,是更有发展前景的测试技术。     

超薄阳极氧化铝模版的制备

采用二次阳极氧化铝的方法制备出厚度仅为509 nm超薄多孔阳极氧化铝模版,氧化铝模版上孔洞大小均匀.呈完美的六角分布,孔径为35 nm左右,孔间距约为100 nm.成功地将多孔阳极氧化铝模版转移到硅衬底上,并在磷酸溶液中通孔,使薄膜上小孔双向贯通.可以十分方便的利用该模版合成纳米点、纳米柱等纳米结构.     

仿壁虎微纳米粘附阵列的工艺制作

介绍了采用微纳米加工技术制作仿壁虎脚趾粘附阵列的工艺方法。用ICP设备制作具有微米孔阵列的硅模板,用聚合物浇注,脱模后得到直径分别为2μm和5μm的微米阵列;浇注具有纳米孔径的氧化铝模板,脱模后得到直径约100nm的柔性纳米阵列。     

纳米结构TiN薄膜的制备及其摩擦学性能

在室温条件下,用磁过滤等离子体装置在单晶硅基底上制备了纳米结构TiN薄膜分析了薄膜的表面形貌、晶体结构,测量了TiN薄膜的硬度,研究了基底偏压对薄膜结构性能的影响.结果表明,用此方法制备的TiN薄膜表面平整光滑,颗粒尺寸为50～80 nm;随着基底偏压的增大薄膜发生(111)面的择优取向随着偏压的提高,薄膜的颗粒度稍有增大,摩擦系数增大,偏压提高,晶面在较密排的(111)面有强烈的择优取向,硬度也有所增大.在其它条件相同的情况下载荷越大,摩擦系数越大.不起用磁过滤等离子体法制备的纳米结构TiN薄膜具有较低的摩擦系数(0.14～0.25).     

阳极氧化工艺制备氧化铝模板

多孔氧化铝模板是一种用于制作纳米结构材料的模板.为了制作出理想的模板,采用不同的阳极氧化工艺制备多孔氧化铝模板,通过改变工艺参数研究了模板孔径的变化规律,结果表明,在适宜条件下,纳米级氧化铝模板具有六方紧密堆积柱状结构,在每个六棱柱的中心有一个与膜表面垂直的圆柱孔.在一定范围内,随着氧化电压、电流密度、反应温度、铝片纯度的增加氧化铝模板的孔径也随之增加.     

MaterialVis: Material visualization tool using direct volume and surface rendering techniques

Visualization of the materials is an indispensable part of their structural analysis. We developed a visualization tool for amorphous as well as crystalline structures, called MaterialVis. Unlike the existing tools, MaterialVis represents material structures as a volume and a surface manifold, in addition to plain atomic coordinates. Both amorphous and crystalline structures exhibit topological features as well as various defects. MaterialVis provides a wide range of functionality to visualize such topological structures and crystal defects interactively. Direct volume rendering techniques are used to visualize the volumetric features of materials, such as crystal defects, which are responsible for the distinct fingerprints of a specific sample. In addition, the tool provides surface visualization to extract hidden topological features within the material. Together with the rich set of parameters and options to control the visualization, MaterialVis allows users to visualize various aspects of materials very efficiently as generated by modern analytical techniques such as the Atom Probe Tomography.