金屬和合金單晶體的製備方法

由于金属或合金单晶體的机械强度很低,并且常见的结晶状態是多晶状態,所以在技术和工程上是很少用单晶状態金属作原材料,而是用多晶状態.不过在我们研究金属和合金的性能时,因为多晶體是许多小单晶的集合,虽然不能说多晶體的性质就是单晶體性质的总和,但弄清楚后者却是解释前者最主要的步骤之一。因此系统地研究单晶體无论在固體物理的发展上,以及原材料性能的的改善上都有莫大的重要性.在自然界也出现天然单晶體,它们只是在极少数的场合下才能满足物理学的要求,因为一方面它们含有各种夹杂物及一系列缺陷,另一方面,它们     

影响AgGa1-xInxSe2多晶合成质量的因素分析

高纯AgGa1-xInxSe2多晶料,是进行单晶生长的关键和前提．本文以合成AgGa0.8In0.2Se2为例,对影响AgGa0.8In0.2Se2多晶合成质量的因素进行研究．发现借鉴Ag2Se-Ga2Se3赝二元相图,采用同成分点配料方式合成AgGa0.8In0.2Se2多晶,比采用化学计量比配料合成的多晶质量更高．通过对比实验,发现采用机械和温度振荡相结合的方法能有效减少多晶料块中空洞的产生,将上下振荡温度从900℃和800℃提高到1060℃和900℃时,得到的多晶料块更致密．     

Au纳米耦合结构表面等离激元的EELS分析

应用透射电子显微镜中电子能量损失谱仪(TEM-EELS),对电子束激发的单晶Au纳米线耦合结构及单晶/多晶纳米薄膜的表面等离激元(SPs)特征进行分析.结果表明:直径约为10 nm的两单晶Au纳米线平行耦合时,单根纳米线和耦合结构中均存在位于2.4 eV 的SPs共振,耦合结构中SPs的纵模数增加;单晶及多晶Au纳米薄膜在1.4 eV附近存在SPs模式,相较于单晶薄膜,多晶Au纳米薄膜的SPs共振峰位出现明显红移.     

原始组织对等通道角挤压纯铜组织性能的影响

分别对单晶和多晶原始纯铜进行等通道角挤压(ECAP)实验,研究Bc路径挤压后的组织特征和力学性能.结果表明,单晶和多晶铜在挤压过程中晶粒的细化方式明显不同:单晶铜在位错塞积后形成胞状结构,晶粒在位错塞积区发生断裂是其晶粒细化的主要原因;多晶铜在挤压中发生晶粒转动、晶界移动后造成晶粒被拉长并断裂,这是其晶粒细化的主要原因.力学性能对比发现,挤压中单晶铜的硬度和抗拉强度较多晶铜变化显著,认为挤压后单晶铜亚晶的定向排列是延伸率大幅度提高的主要原因.     

纳米磨削单晶和多晶3J33的分子动力学仿真

采用Voronoi算法构造多晶体3J33模型,再采用分子动力学(molecular dynamics,MD)实现单晶和多晶3J33的纳米磨削仿真,利用嵌入式原子势能(embeded atomic momentum,EAM)和Morse势函数对工件内部以及工件和磨粒之间的原子作用力进行计算。研究了单晶和多晶在不稳定和稳定两个阶段下纳米磨削过程的特点,结果表明,多晶体由于晶界的存在会阻止磨屑像单晶体一样沿直线行进,并且晶界会保护内部晶粒使其不易变形。探究了磨削力和磨削温度随磨削参数的变化情况,结果表明,单晶的切向力和法向力都大于多晶,但是多晶的磨削力波动比单晶大,磨削温度也比单晶高。     

离子注入多晶Si浅结工艺在双极集成电路中的应用

本文用背散射技术、霍尔效应和X光衍射法测量As离子注入多晶Si浅结工艺在制备D.I2902电路中的基本参数:As在多晶Si中的扩散系数、电阻率、迁移率和晶粒大小。对影响电路参数的多晶Si与单晶Si之间的界面氧化层、多晶Si厚度和晶粒大小作了较详细的分析,指出极薄界面氧化层的存在影响As从多晶Si向单晶Si的扩散,也有利于发射效率的提高。最后给出D.I2902电路的工艺流程和基本电参数。     

单晶和多晶TiAl–Ti3Al双相合金在NaCl溶液中腐蚀行为的研究

钛合金由于具有优异的力学和耐腐蚀性能,使得其在航空航天等领域具有重要应用价值。然而,单晶结构对钛合金腐蚀行为的影响及其机制并不明确。为了阐明高强度TiAl合金中单晶结构与其腐蚀性能的关联性,使用电化学和表面表征等方法,本文深入探究了Ti–45Al–8Nb双相单晶及其多晶合金在NaCl溶液中腐蚀性能的差异。动电位极化曲线显示,双相单晶合金的腐蚀速率较低,相比于多晶合金,点蚀电位高出约280 mV。电化学阻抗谱和恒电位极化图显示单晶合金表面钝化膜的电荷转移电阻更高,这是因为其钝化膜中Nb元素含量较高。本文的结果表明,由于单晶合金微观结构和成分分布更加均匀,与多晶合金相比,双相Ti–45Al–8Nb单晶合金在NaCl溶液中具有更高的耐蚀性。     

气流搅动法高压合成磷化铟

毫米波段的微波通信和长波长激光器的光纤通信大大增长了对磷化铟单晶的需要,因而磷化铟单晶生长的研究在国外取得很大进展,也引起了国内的重视。但高压液封直拉(LEC)单晶的缺陷密度和电学性能在很大程度上取决于原始多晶料的质量,单晶生长率更与多晶料中富铟量的高低有密切关系。为满足LEC的需要,我们摸索出一个新的高压合成磷化铟多晶料的方法——气流搅动法。结果表明,此法本身具有合成速度快,不会爆炸,原料铟可充分利用,合成产物接近化学计量等优点。就我们所用简单高压容器和电阻炉加热方法来说,设备简单,造价低廉。     

硒铟镓银多晶材料的合成研究

根据Ag2Se-Ga2Se3赝二元相图,对AgGa1-xInxSe2按同成分点配料,通过机械和温度振荡的方法合成出AgGa1-xInxSe2多晶材料.并对合成的多晶材料进行了XRD测试,与直接法合成的AgGa1-xInxSe多晶材料进行对比.结果表明,改进工艺后合成的AgGa1-xInxSe2多晶材料的图谱与标准PDF卡片相符,表明其是高纯单相的AgGa1-xInxSe2多晶材料.用新方法合成的AgGa1-xInxSe2多晶材料进行单晶生长,获得了完整的AgGa1-xInxSe2单晶体.实验结果表明,机械和温度振荡法是合成高质量AgGa1-xInxSe2多晶材料的一种有效方法.     

冷变形织构沿纯铜线材径向分布的研究

为了探讨显微组织与形变织构的相关性,对纯铜线材运用精确的线材织构测定方法进行织构测定,采用取向分布函数法(ODF)分析了织构沿纯铜线材径向的分布.研究表明:单晶铜线材表面织构组分由〈100〉,〈112〉与〈110〉组成.由表及里〈100〉呈现增加趋势,并在中心层成为主要织构组分;〈112〉先增加后减少;〈110〉呈现减少趋势.多晶铜线材表面织构组分有〈100〉,〈111〉,〈112〉.由表及里〈100〉呈现先增加后减少;〈111〉呈现增加趋势,并在中心层与〈100〉成为主要织构组分;〈112〉先减少后增加.     

立方晶体宏观织构取向分布函数的程序化

取向分布函数(ODF)从宏观整体上反映了多晶体各晶粒取向的统计分布,它突破了传统的极图法、反极图法用一维或二维图形来描述晶体的空间取向分布的局限性,可实现晶体取向分布的三维空间描述.针对具有立方结构的多晶体材料,采用级数展开法模型计算取向分布函数的理论模型,利用程序对ODF值进行了计算,并以Voronoi增量算法为基础生成包含有5000个晶粒的多晶体材料各晶粒的几何数据信息,与计算得到的ODF值一起导入OpenGL进行可视化处理,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布.通过对立方系多晶体材料的ODF测算,对该种材料的织构类型研究与分布规律分析具有重要的指导意义.     

取向分布函数(ODF)在材料织构研究中的应用

为准确描述材料性能,以立方晶体为对象,采用Bunge的级数展开法模型计算其取向分布函数(ODF),以Voronoi增量算法为基础生成多晶体材料各晶粒的几何数据信息,利用可视化手段将多晶体材料晶粒位置与对应的ODF实现可视化,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布.对立方晶系多晶体材料的ODF测算及可视化处理,有助于获得材料的织构类型与分布规律.     

多晶织构金属薄板的塑性各向异性分析

从晶体学理论出发 ,将多晶体看作是具有不同取向的单晶集合体 .认为单晶体各个滑移系的开动相互独立 ,从而简化计算模型 .同时利用从实测极图分析得到的三维晶粒取向分布函数作为权函数 ,对多晶织构圆板深拉延后径向应变进行平均化处理 ,得出薄圆板法兰部分的径向应变沿环向呈不均匀分布 ,其峰值个数及位置同已有实验结果相一致 ,表明模型正确 ,方法可行     

织构对NiTi合金相变伪弹性的影响及其计算机模拟

近等原子比热轧态NiTi合金板材有较显著的择优取向,使该合金的相变伪弹性呈现明显的各向异性.拉伸实验表明拉伸轴沿与轧向成45°夹角的方向,相变伪弹性最好;沿轧向,次之;沿横向,最差.文中对NiTi织构进行了取向分布函数定量分析,并改进了NiTi单晶相变应变的晶格变形矩阵理论,以取向分布密度为加权因子,对该合金多晶的相变伪弹性进行了计算机模拟,所得结果与实测值吻合得较好.     

磁处理对粘土在水和药剂水溶液中膨胀的影响

本文用Ensulin法和Tl法研究了磁处理对粘土膨胀的影响,证实了磁处理对粘土膨胀的抑制作用,其中包括磁处理对粘土在水中和阴离子、非离子活性剂水溶液中膨胀的抑制作用和对无机盐、阳离子活性剂、无机和有机阳离子聚合物等防膨剂的增效作用。研究表明,不同的磁感应强度对粘土防膨效果有不同的影响,不同体系有不同的最佳磁感应强度,但一般在60～200mT的范围。     

X线物相定量分析中织构的影响及其修正方法

本文阐述了多晶材料在物理冶金各个环节中所产生的各种类型的织构,织构存在的普遍性以及织构对物相定量分析的影响。以0Cr18Ni9钢为例,本文比较了修正织构影响前和采用不同方法修正后的物相定量分析数据。结果表明修正后的相定量分析精度得到了明显的提高,其中借助取向分布函数(ODF)所作的修正结果最好。 X线强度直接比较法经常被用于测定双相材料的相体积百分比,而且测定时有时假定材料中没有织构。在实际工业生产中很难找到没有织构的多晶(非粉末)材料,因此在进行物相定量分析时,忽略织构影响很容易造成较大偏差。只有确定了所得X线衍射强度中织构影响的程度并加以修正才能得到准确的定量分析值。     

最大熵确定真ODF准确度的研究

采用Taylor模型和{110}〈111〉滑移形变机制构造了BCC金属冷轧织构的真ODF和简化ODF;并以简化ODF为初始条件用最大熵法求算了对应的近真ODF,与真ODF对比表明最大熵法确定的近真ODF具有良好的准确度。     

冷轧TA7合金板材织构的完整ODF分析

依取向空间的等体积划分原理,将传统的六方晶系材料特征非对称子空间(等角法)予以改造。并按等面积投影法对 ODF 图进行重建。按此法对实测的冷轧 TA7 合金板材完整ODF 施行织构分析。结果表明,织构分析与原等角法的完全等效;此方法能清晰地建立起反极图与 ODF 图之间的关系。等面积投影法的采用使织构定量简便、易行。     

用ODF图的诠释图分析铸轧3004铝合金板织构

本文采用了自编制的立方系取向分布函数（ＯＤＦ）图的诠释程序，提供了恒的ＯＤＦ图的诠释图，并且用该诠释图成功地分析了铸轧３Ｏ０４铝合金板织构状态．     

基于心脏刺激的强脉冲磁场刺激器的设计

提出了一种强脉冲刺激器的设计方案,应用此方案设计了一台基于心脏刺激的强脉冲磁场刺激装置.该装置的充电电压达到1200V时,在刺激线圈中心可以获得磁感应强度为10.6 T的磁场.阐述了该磁场刺激装置的具体设计思想和磁感应强度的计算方法.应用刺激线圈中心磁感应强度为2.7 T,周期为0.2Hz的脉冲磁场刺激开胸蛙的心脏,结论是脉冲磁场直接刺激蛙的心脏可以改变蛙的心率.