基于正交试验及非线性回归分析的铝灰渣水解参数研究

采用L9（34）正交试验设计的方法,研究了铝灰渣水解过程中时间、温度、转速等因素对铝灰渣中AlN含量的影响,确定了水解参数的主次关系及最优组合。同时,通过非线性回归分析对水解参数进行深入分析,建立铝灰渣中AlN含量与各水解参数的非线性关系。通过试验值与理论值对比,发现相对误差值基本可以控制在±9.65%以内,为水解过程中铝灰渣AlN含量的预测与控制提供一定指导意义。     

AlN-Pr2O3液相烧结SiC陶瓷

以AlN、Pr2O3做为SiC陶瓷液相烧结的复合助剂,选定不同的助剂含量(5wt％～ 20wt％)和不同的助剂摩尔比例(Pr2O3/AlN=1/3、1/1、3/1),在1800～2000℃温度下,采用热压和无压烧结的方法制备SiC陶瓷样品,并对这些陶瓷样品的性能进行了研究.实验结果表明,助剂比1/3组的样品显示出更有效地促进SiC陶瓷致密化,该组样品无压烧结最大相对密度为87％,热压烧结具有最高的相对密度96.1％、维氏硬度23.4 GPa、抗弯强度549.7MPa、断裂韧性5.36 MPa·m1/2,显微结构中可观察到晶粒拔出现象,断裂模式为沿晶断裂.     

AlN对铁基合金等离子喷焊层组织和摩擦磨损性能的影响

目的 加入AlN提高铁基合金的摩擦磨损性能。方法 采用PTA-400E3-HB等离子喷焊设备在Q235钢表面制备添加AlN的铁基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和台阶仪对喷焊层的硬度和摩擦磨损性能进行测试。结果 添加AlN的喷焊层主要物相为α-Fe、γ-Fe和(Fe,Cr)7C3。未添加AlN的喷焊层由等轴晶组成,添加AlN的喷焊层呈现柱状树枝晶,且随AlN量增加,树枝晶组织愈加粗大。添加1%AlN喷焊层的平均显微硬度最高,为(890.1±46.8)HV0.3,比铁基喷焊层的显微硬度高131.6HV0.3;当AlN含量增加,未转变奥氏体量增加,导致喷焊层的硬度降低。加入AlN的喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数稳定在0.40~0.57之间。当AlN添加量为3%时,喷焊层的磨损形貌最光滑,磨损率为1.15×10-14 m3/(N?m)。添加AlN后,喷焊层的磨损机理从之前的粘着磨损变为磨粒磨损。结论 添加AlN能提高铁基喷焊层的摩擦磨损性能。     

蓝晶石原位合成氮化铝结合碳化硅复相材料

以天然矿物蓝晶石为原料,通过碳热还原氮化法(CRN)原位合成AlN结合SiC复相材料.通过将不同配比的原料与石墨混合(根据成分比例设定为30%和35%),在氮气气氛下分别于1500、1550和1600 ℃下进行烧结,确定了最佳的烧制温度为1600 ℃.在最佳烧结温度下进一步对比25%、30%和35%的不同石墨加入量的烧成结果.分别通过XRD和SEM对烧结后的样品进行物相分析和微观形貌表征,并分析样品中AlN和SiC的含量.结果表明,石墨还原剂的最佳添加量为25%.     

Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层的制备和阻氘性能研究

为提高AlN涂层的稳定性和阻氚性能,提出“Ti-AlN”复合结构涂层。采用磁控溅射法在316L不锈钢基体表面制备了结构致密、总厚度约500 nm的Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层。对涂层样品进行不同的真空热处理后,采用SEM、XRD、AES等手段分析涂层样品在热处理前后的微观形貌和结构变化,并对样品在200-600 ℃的阻氘性能进行测试和分析。结果表明,仅热处理温度为760 ℃时,Ti-AlN界面反应生成少量的Al3Ti相。在所有涂层样品中,热处理温度为700 ℃、升温速率为1.5 ℃/min的复合涂层表现出最优的阻氘性能,其600 ℃的PRF（Permeation Reduction Factor）高达536。当热处理温度升高至760 ℃或升温速率达到2.5 ℃/min时,表层AlN层的开裂程度更为严重,并导致涂层的阻氘性能显著降低。另外,所有涂层样品的PRF（阻氘性能）均随渗透温度的降低而急剧减小,表明氘气渗透过程中的温度变化会导致复合涂层阻氘性能失效。     

Thermal conductivities and mechanical properties of AlN ceramics fabricated by three dimensional printing

AlN ceramics were successfully fabricated through a joint process of digital light processing (DLP) 3D printing technology and heat treatment at 1780 °C∼1845 °C. DLP is an addictive manufacturing process, enabling the near net shape fabrication. The AlN grains in this work developed well and there were small amounts of grain-boundary phases at the three-grain junctions. The particle size of AlN became larger and the densification increased with increasing sintering temperature. The pores of AlN ceramics also decreased, which led to the increase of thermal conductivity and flexural strength. The optimal thermal conductivity and flexural strength of AlN ceramic reached 155 W/(m·K) and 265 ± 20 MPa when sintered at 1845 °C.     

无吸收模式滤波结构高亮度大功率宽条形半导体激光器

提升宽条形半导体激光器水平方向激射光输出的光束质量,改善宽条形半导体激光器的工作特性,一直是大功率、高亮度宽条形半导体激光器器件工艺研究的难点.基于激射光在无源波导内的衍射原理制备宽条形半导体激光器的模式滤波结构,利用AlxNy绝缘介质薄膜应力使基底半导体材料带隙变化的原理制备无吸收无源波导.将两者结合,设计制备了带有...     

高温AlN为模板的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器

第一次报道了以高温AlN为模板层的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器的制作和器件特性.利用MOCVD方法在(0001)面的蓝宝石衬底上生长了探测器的AlxGa1-xN多层外延材料.在无需核化层的高温AlN模板上生长了p-i-n背照式日光盲探测器的无裂纹高Al组分(0.7)AlGaN多层外延结构.利用在线反射监测仪、三轴X射线衍射及原子力显微镜表征了外延材料的晶体质量.在1.8V的反向偏压下,制作的探测器表现出了日光盲响应特性,在270nm处最大响应度为0.0864A/W.具有约3.5V的正向开启电压,大于20V的反向击穿电压,在2V的反向偏压下暗电流小于20pA.     

一种应用于12 GHz的AlN多层陶瓷外壳

以AlN材料为陶瓷基材,采用陶瓷绝缘子的射频传输端口结构及陶瓷焊球阵列封装形式,结合多层陶瓷加工工艺,设计并制备了一款可封装多个芯片的X波段AlN陶瓷外壳。采用应力仿真软件对外壳进行结构设计,利用电磁仿真软件对该外壳的射频端口进行仿真优化。采用微带线直接穿墙形式,设计了共面波导-带状线-共面波导的射频传输结构,并与陶瓷外壳进行一体化设计和制作。利用GSG探针对外壳样品进行测试,实测结果表明,在0~12 GHz频段内,外壳射频端口的插入损耗不小于-0.5 dB,回波损耗不大于-15 dB,AlN一体化外壳尺寸为10.25 mm×16.25 mm×4 mm,可广泛应用于高频高速信号一体化封装领域。     

流延成型用AlN无苯浆料的制备及其性能研究

氮化铝(AlN)陶瓷具有优良的热、电、力、光学性能,具有广阔的应用前景,已经引起了国内外研究者的广泛关注。以无水乙醇和异丙醇为混合溶剂,研究了分散剂添加量、Y值(表示粘结剂和增塑剂质量之比)、固含量及溶剂种类对AlN浆料性能的影响。在不添加二甲苯的前提下,当分散剂添加量为1.0%(质量分数)、Y值为0.75时,制备了固含量为39.5%(体积分数)的低黏度AlN浆料,并利用流延成型制备了AlN生坯,在氮气气氛中1 825℃,保温4 h烧结后得到相对密度为99.8%、热导率为178 W·m–1·K–1的AlN陶瓷。