半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷

通过化学腐蚀、金相显微观察、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线异常透射形貌等技术,研究了半绝缘砷化镓单晶中的位错和微缺陷.实验发现用常规液封直拉法制备出的直径大于或等于75 mm的半绝缘砷化镓单晶在晶体周边区域,一般都有由高密度位错的运动和反应而形成的蜂窝状网络结构,并且位错和微缺陷之间,有着强烈的相互作用,位错吸附微缺陷,微缺陷缀饰位错.     

Recent observations and theoretical approaches for ordering of microdefects and clusters

Formation of ordered arrays of defects has been observed during irradiation for different irradiation conditions and in a wide class of materials. These range from ordering of void cavities, gas bubbles, solid inert gas bubbles, precipitates and formation of periodic walls of defect clusters. This paper gives a brief summary of these experimental observations and outlines the main features of the theoretical approach based on non-equilibrium stability of the irradiation process.     

热处理对热喷涂层接触疲劳性能和寿命影响的研究现状

热喷涂层由于其形成过程的特殊性,致使其内部不可避免地出现一些裂纹、孔隙等微观缺陷,对涂层的接触疲劳性能以及使用寿命产生了恶劣影响,因此极大限制了其应用及发展。热处理不但可以改善涂层表面完整性,而且还能提高其滚动接触疲劳性能和使用寿命。较全面地分析比较了重熔、化学热处理、热等静压等工艺的不同,综述了各工艺对涂层接触疲劳性能和寿命演变规律的影响,并展望了其未来的研究及发展方向,以期为涂层的接触疲劳寿命预测提供一定的理论支持和技术指导。     

低比度钢板微小缺陷的图像增强和分割

针对低对比度、微小的钢板表面缺陷,提出了基于图像增强的图像分割算法来有效分割和识别缺陷目标。采用小波变换与同态滤波结合算法对图像进行增强处理,不仅消除照度不均的影响,还突出了缺陷细节的信息,达到图像增强的效果。最后,利用粒子群算法优化最大类间方差法参数（PSO-Otsu）确定增强后图像的最佳阈值,并结合Canny算子进行缺陷检测。对比其他算法,该算法在检测低对比度的微小缺陷上取得了良好的效果。     

晶体生长速度对硅单晶微缺陷影响的数值模拟

利用有限元分析软件对为300 mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了硅单晶体中微缺陷的类型和分布随不同晶体生长速度的变化规律。随着晶体生长速度的不断增大,硅单晶体中以空位为主的微缺陷区域逐渐增大,如水晶起源粒子(crystal originated particles,COP),以间隙原子为主的微缺陷区域逐渐减小,同时,间隙型微缺陷的浓度呈现不断减小的趋势,空位型微缺陷的浓度呈现不断增大的趋势。晶体生长速度的不断增大,硅单晶体中间隙型微缺陷的浓度与空位型微缺陷的浓度近似相等的区域先增大,后减小。通过Cu缀饰实验和流体图案缺陷(flow pattern defect,FPD)密度测量,将所得微缺陷类型、浓度的实验结果与晶体生长速度对硅晶体微缺陷影响的数值模拟结果进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果。     

压差激活密封剂的微缺陷自适应修复行为及机理

压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术,目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、结构表征、理论分析及数值模拟相结合的方法,开展了压差激活密封剂制备、微形貌检测、密封性能评价、压差激活机理分析、自适应密封动力学模拟等方面的应用基础研究。研究结果显示:制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系,分散相为水化胶粒,具有微米级层状体型结构,是确保压差激活密封性能的关键组分;在5～15 MPa压差范围内,密封剂能够在150 s内穿透丝扣滑脱及漏缝孔隙形成韧性固体屏障,有效封堵不同类型微缺陷;基于水化胶粒的分子形态与稳定性间关系,提出了压差激活密封流体的液-固转化构效假设,建立了漏点压差的自适应密封力学-化学耦合模型;分析了复合液滴在环境液体压差下的受力状态,采用LES-VOF方法模拟了复合液滴在环境液体射流场的变形与破碎动力学行为,研究了水化胶粒的去水化动态演化过程,表层水化膜的射流变形显著大于胶核,可发生振荡破裂使胶核活化聚结,进而充填固化封堵微缺陷。模拟结果与理论分析基本一致,为进一步研究压差激活密封剂提供了理论支持。     

非掺杂LEC砷化镓晶体中砷沉淀和位错关联性质

通过使用激光散射扫描的方法,定性地研究非掺杂半绝缘LEC砷化镓（100）方向生产的晶体中砷沉淀在晶体径向截面分布,得到了在一种特定热场中生长的晶体中存在4个砷沉淀的聚集中心结论,而这4个聚集中心却正好是晶体上位错密度相对较低的区域.作者主要研究了这种分布和位错之间的关系,分析其形成过程,并得出在晶体生长及后期退火过程中,位错在晶体中起到了输送砷原子的管道作用,加速了砷原子在晶体中的扩散过程,导致网格位错密集区的大直径砷沉淀的密度相对位错稀疏区和位错线区的砷沉淀密度较低.     

真空高阻区熔Si单晶中的微缺陷及其少子寿命

通过在Ar气氛及真空环境中进行的高阻区熔Si单晶生长实验,分析了晶体直径、晶体生长环境及晶体生长速率对晶体中微缺陷及少子寿命的影响及产生这种影响的原因.单晶生长实验表明,与在Ar气氛下的单晶生长相比,在真空环境下采用较低的晶体生长速率即可生长出无漩涡缺陷的单晶,而当晶体生长速度较高时,尽管可以消除漩涡,但单晶的少子寿命却有明显的下降.     

X-ray channeling technique using anomalous transmission and its application to si micro-defects induced by heat treatment

X-ray channeling (XRC) technique using anomalous transmission is newly developed as a method of evaluating micro-defects in bulk single crystals. It is ascertained that there is a definite correlation between the decrease of the (hkl) anomalously transmitted intensity and the characteristic of the lattice defect. The present XRC technique has been tentatively applied to micro-defects (M.D.’s) induced in Si during heat treatment. As a result, it is conjectured that dislocation loops and stacking faults are preferentially induced during N₂ atmosphere annealing at 1040‡C and wet O₂ atmosphere annealing at 1100‡C, respectively, though precipitates are also generated during both annealings.     

非掺杂LEC砷化镓晶体中砷沉淀和位错关联性质

通过使用激光散射扫描的方法,定性地研究非掺杂半绝缘LEC砷化镓(100)方向生产的晶体中砷沉淀在晶体径向截面分布,得到了在一种特定热场中生长的晶体中存在4个砷沉淀的聚集中心结论,而这4个聚集中心却正好是晶体上位错密度相对较低的区域.作者主要研究了这种分布和位错之间的关系,分析其形成过程,并得出在晶体生长及后期退火过程中,位错在晶体中起到了输送砷原子的管道作用,加速了砷原子在晶体中的扩散过程,导致网格位错密集区的大直径砷沉淀的密度相对位错稀疏区和位错线区的砷沉淀密度较低.