The electronic structure and grain boundary segregation by boron addition

The electronic structure and grain boundary segregation caused by boron addition to Ni₃Al have been studied by X-ray photoelectron spectroscopy and Auger electron spectroscopy, respectively. The obtained results show that the Ni2p_3/2 electron binding energy rises gradually in the sequence of pure Ni<Ni₇₆Al₂₄<Ni₇₄Al₂₆<Ni₇₅Al₂₅, while it reduces monotonously with an increase in boron addition to Ni₃Al. Besides, it is found that the grain boundary segregation of boron occurring in Ni₃Al is a combined equilibrium and non-equilibrium type in nature. Based on the concept of the bonding environmental inhomogeneity, measured by the shift in Ni2p_3/2 electron binding energy from the nickel atoms in the simple substance nickel to those in the intermetallic compound Ni₃Al (ΔE _B), being responsible for the brittle behavior of the alloy, a binding energy shifting criterion for the brittle-ductile fracture transition in Ni₃Al is presented; when ΔE _B>0, the brittle failure occurs in Ni₃Al; when δE _B<0, the ductile one appears. Combined with the above experimental rules, the criterion predicts that pure Ni₃Al is brittle, and there exist the stoichiometric effect and concentration effect in the ductilization process for Ni₃Al by boron addition. Hence the criterion can be taken as a theoretical guide to alloy design in developing ductile intermetallics. Project supported by the National Natural Science Foundation of China.     

硼胺络合物／环氧树脂体系的固化反应

应用ＤＳＣ和ＩＲ分析技术，研究了含有恶硼杂环的硼胺络合物与环氧树脂体系的固化反应机理和固化反应动力学。结果表明，固化反应主要是硼胺络合物与体系中羟基化合物形成含氢质子的配位络合物，然后由此引发体系的环氧基进行的阳离子开环聚醚反应，整个固化反应过程遵循一级动力学方程。     

PIII技术在制备c-BN硬化层中的应用

采用一种新型的等离子体浸没式离子注入技术 (PIII)在渗硼后的 5 0Mn钢试样上制备出了厚度为 0 .15～ 0 .2mm的立方氮化硼 (c BN)表面硬化层。经X射线电子能谱 (XPS)和X射线衍射分析 (XRD) ,发现硬化层中的组织有立方氮化硼 (c BN)、六方氮化硼 (h BN)、B2 O3,FeB和Fe2 B。在表层 60nm的深度范围内 ,c BN的含量较高。采用球盘式无润滑滑动摩擦实验和维氏显微硬度实验分别对渗硼 PIII复合处理以及单独渗硼的 5 0Mn钢试样的性能进行了对比实验。结果表明 :与单独渗硼的试样相比 ,经渗硼 PIII复合处理的试样具有高得多的硬度 (高达HV0 .1N44GPa)和耐磨性     

The Influence of Nitrogen and Boron Implant into Silicon Substrate on the Phase and Internal Stress of c-BN Films

Cubic boron nitride(c-BN) film was deposited on a Si (100) substrate by the RF-magnetron sputtering.The mainly problems for fabrication of c-BN films are the low purity and high intrinsic compressive stress. In order to solve the two problems, the c-BN film with the buffer interlayer was deposited on the substrate which had been implanted with nitrogen and/or boron ions. The results show: the implantation of nitrogen ions can obviously increase c-BN content and reduce the internal stress slightly; while the implantation of boron shows no obvious improvement to the content of c-BN, which can reduce the internal stress in the film obviously. In addition, it is suggested that the implantation of nitrogen and boron shows the best result, which not only can increase the content of c-BN, but also reduce the internal stress in the c-BN film obviously.     

基片温度对纳米金刚石薄膜掺硼的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气稀释的乙硼烷为硼源进行了纳米金刚石(NCD)薄膜的生长过程掺硼,研究了基片温度对掺硼NCD薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面电阻和硼原子浓度的影响.利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察NCD薄膜的表面形貌,并通过Imager软件对原子力显微镜数据进行分析获得薄膜的表面粗糙度及平均晶粒尺寸信息;采用四探针测量掺硼NCD薄膜的表面方块电阻,利用二次离子质谱仪对掺杂后NCD薄膜表面区域的硼原子浓度进行测量.实验结果表明,较高的基片温度有利于提高薄膜的导电能力,但随着基片温度的提高,NCD薄膜的平均晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增大;此外,当反应气体中的乙硼烷浓度一定时,掺杂后NCD薄膜的表面硼原子浓度随基片温度升高存在一个饱和值.在所选乙硼烷浓度为0.01%的条件下,基片温度在700℃左右可以在保证薄膜表面电性能的基础上保持较好的表面形貌.     

钢中硼相分析方法的研究

在弱酸性的氯化钾-柠檬酸电解液中电解提取钢中所有硼的析出相,然后用稀硫酸分离碳硼化物,硫酸-过氧化氢分离合金元素硼化物,硝酸-硫酸分解氧化硼和氮化硼,最后采用ICP-AES光谱法测定各相中硼的含量.通过实验,建立了一整套低硼钢中固溶硼、碳硼化物、合金元素硼化物、氧化硼和氮化硼的分离、测定方法.     

碳化硼在吸收材料中的地位及其与核应用有关的基本性能

对碳化硼与其它材料的中子吸收截面、吸收效率、价格进行了比较,综述了作为吸收材料的碳化硼在世界核反应堆中的地位,综述了影响碳化硼核应用的有关性能(均相区范围、热导率、比热容、热膨胀系数)的研究结果,并与报道的实验数据进行了校验,讨论了碳化硼的抗水腐蚀能力。     

硅掺杂半导体立方氮化硼单晶的制备

本文采用扩散的方法实现了立方氮化硼的硅掺杂,分析了扩散温度、时间对其电阻的影响.实验结果表明:在扩散的初始时段,立方氮化硼的电阻下降很快;而随着掺杂时间的增加,电阻变化趋缓,说明掺杂浓度随时间增加将出现饱和现象.另外,当扩散温度增加时,立方氮化硼的电阻也随之下降,即较高的温度有利于获得较高的掺杂浓度.     

硼铁合金中硼、硅、铝含量分析方法的研究

通过对硼铁合金中硼、硅和铝含量分析方法的研究,开展了试样溶解(熔融)条件的选择、仪器工作条件的确定、校准曲线的选择和干扰元素的消除等条件实验;进行了对照实验、准确度和精密度等实验,本法采用碱熔融分解试样,选用铁基体加入标准溶液为校准曲线,在不需要加入内标元素的条件下,可以直接应用电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术测定硼铁合金中硼、硅和铝的含量;本法试剂加入少,操作简便,可实用于生产检验,相对标准偏差为0.5%~5.0%。     

基于蒙特卡罗方法的复合材料辐射屏蔽设计北大核心CSCD

在乏燃料后处理厂的工作环境中可能存在着低能中子-γ射线混合辐射,严重威胁工作人员的人身安全。本文针对上述混合辐射环境,利用蒙特卡罗程序Geant4模拟计算了一种钨/硼纤维增强含硼/铋聚合物复合材料中不同材料参数对低能中子和γ射线综合防护效果的影响。结果显示,此种钨/硼纤维复合材料对低能中子和γ射线均具有良好的屏蔽效果。文章证实了纤维垂直排布方式具有比平行排布方式更优的屏蔽效果,且垂直排布方式下透过粒子束的强度分布更加均匀。此外,在聚合物基体中掺杂一定质量分数的硼/铋可以进一步增强复合材料的辐射屏蔽效果。依据这些结果我们认为此种复合材料可以为后处理厂等辐射环境中的防护服及相关防护用具提供参考。