纳米铝的低温热容及其热力学性质

用扫描电子显微镜测定了纳米铝试样的粒径,结果表明Al试样平均粒径为18nm,在温度108～385K,用精密低温绝热量热计测定了Al的等压摩尔热容,拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式．根据热容与热力学温度的函数关系,计算了以298．15K为基准的纳米Al热力学函数,并与粗晶Al热容进行比较,从能量角度分析了不同粒径Al热容差别产生的原因。     

乙醇汽油体系热力学性质的研究

用低温绝热量热计测量了国产93#无铅汽油和乙醇混合体系(10wt％乙醇 90wt汽油)在78～320K温区的热容．用最小二乘法拟合了热容与温度的函数关系．由热容随温度的变化曲线可知,混合体系在93.17K发生玻璃化转变;在150．86K发生固-液相变,分别计算了相变过程中的焓变和熵变．计算了以298．15K为基准的该混合体系的热力学函数。     

中子辐照对晶体硼比热容影响的实验研究

在中国原子能科学研究院的微型堆上对高纯度晶体硼粉末样品进行了不同时间(16、24、32、40、48、56、64 h)的辐照,然后用调制差示扫描量热法(MDSC)分别测量了不同中子辐照注量样品的比热容.结果表明,100℃～380℃温度范围内的平均比热容随中子辐照注量线性增大,决定系数为0.9896.最后对实验结果从理论上进行了分析.     

乙醇汽油体系的热力学性质

用低温绝热量热计测量了国产93^#无铅汽油和乙醇混合体系（50wt％乙醇＋50wt％汽油及90Wt％乙醇＋10wt％汽油）在78—320K温区的热容．用最小二乘法拟合了热容与温度的函数关系．由热容随温度的变化曲线可知，E50和E90混合体系分别在95．61K和97．08K发生玻璃化转变；在118．03K和112．04K发生固一固相变；在156．26K和158．66K发生固一液相变．计算了以298．15K为基准的该混合体系的热力学函数．     

甲苯热力学性质的研究

用小样品全自动低温绝热量热计测量了甲苯在78～350K温区的等压摩尔热容．建立了摩尔热容与热力学温度的函数关系．计算了热力学函数的变化量[H（r）-(298.15K)]和[S(r)-S(298.15K)]．根据Van’t Hoff方程得到了甲苯的纯度．     

高性能绝热量热系统的开发

在 8 0～ 4 0 0K自动精密绝热量热装置的基础上 ,利用美国惠普公司制造的AGILENT 34970A及配套模块 ,对绝热量热测试过程的加热和绝热控制、能量和温度测量等实现了全过程的自动控制 .热平衡判据、温度测量、绝热控制、热容数据的计算和处理、结果显示和打印均由计算机自动完成 .开发的系统结构紧凑 ,性能稳定 ,操作方便 ,用量热标准物α-Al2 O3标定 ,与美国标准局数据比较 ,相对误差小于± 0 .35 % .     

双次热冷法用于比热容的高精度测量

提出了一种双次热冷法用于比热容的准确测量.该方法通过对测量系统空载时和放置待测样品时加热和冷却过程中的温度序列进行处理从而计算出比热容,可有效补偿散热因素对测量结果的影响,显著提高测量精度.以小样品水为例进行了比热容测量实验,在正常的散热环境下测量误差小于1%.结果表明:双次热冷法适用于对误差有一定要求的小样品比热容测量,设备简单、操作方便,配合其他测量方法可实现范围更广、精度更高的比热容测量.     

温度对果蔬比热容的影响

果蔬的比热容在果蔬加工、冷藏保鲜环节起着重要的作用.利用差式量热扫描仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)测定30多种果蔬在不同温度下的比热容变化.研究发现,果蔬样品的比热容随温度变化呈现倒U型的变化趋势.比热容起初会随温度的增高而缓慢增大,比热容达到峰值后,随着温度的持续升高,比热容的下降速率会趋于平缓直至比热容不再发生变化.根据比热容随温度的变化规律,可以计算果蔬能量的损失,可为新鲜成熟果蔬的冷冻、加工、保鲜提供了可靠的数据参考,也为制冷系统的设计提供理论依据.     

绝热量热法测量比热容的实验研究

建立了精密自动绝热比热容实验台，可用于２４０～４００Ｋ温度范围的比热容测量，用兰宝石（固体α－Ａｌ２Ｏ３）进行了检验，测量结果与标准值的偏差不大于０．１６％；用液体正庚烷进行检验，测量结果与标准值的偏差不大于０．２８％，在此基础上测量了丁苯橡胶合成过程中终止剂溶液的比热容数据，为大型丁苯橡胶合成装置的建造提供了基础物性数据。     

Cr-Si-Al薄膜微观结构及电阻率分析

采用磁控溅射方法制备Cr-Si-Al电阻薄膜，以X射线衍射仪和透射电镜研究薄膜在不同温度退火处理后微观结构的变化，并利用四探针法测量薄膜的电阻值．结果表明：薄膜在低于250℃热处理时均为非晶态；退火温度大于300℃时．薄膜中开始析出尺寸约l0～l5nm的Cr(Si，Al)2晶粒．其后，在退火温度为350～450℃时．析出的晶粒大小没有明显变化．当退火温度为600℃时，析出的晶粒大小及数量急剧增大，平均尺寸接近15nm．随着退火温度的上升，薄膜电阻率先上升、后下降；薄膜电性能变化与微观结构的关系可以用活化隧道理论解释．     

Thermal conductivity of nanoscale thin nickel films

The inhomogeneous non-equilibrium molecular dynamics (NEMD) scheme is applied to model phonon heat conduction in thin nickel films. The electronic contribution to the thermal conductivity of the film is deduced from the electrical conductivity through the use of the Wiedemann-Franz law. At the average temperature of T=300 K, which is lower than the Debye temperature ΘD=450 K, the results show that in a film thickness range of about 1?11 nm, the calculated cross-plane thermal conductivity decreases almost linearly with the decreasing film thickness, exhibiting a remarkable reduction compared with the bulk value. The electrical and thermal conductivities are anisotropic in thin nickel films for the thickness under about 10 nm. The phonon mean free path is estimated and the size effect on the thermal conductivity is attributed to the reduction of the phonon mean free path according to the kinetic theory.     

椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

摘要：为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在300nm?2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度。结果表明：样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差（MSE）比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线。该研究结果对应用ZrO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值。     

中频反应磁控溅射Al_2O_3薄膜的光学性质

采用中频反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Al2O3薄膜,提出了一种利用透射光谱来简单有效地分析弱吸收薄膜的光学特性及与光学相关的其他物理特性的方法.对Al2O3薄膜进行透射谱测量,通过对薄膜折射率、吸收系数、膜厚度与入射光波长相互关系的分析,获得了Al2O3薄膜在400~1 100 nm区域内的折射率、吸收系数与入射光波长的关系式,以及Al2O3薄膜厚度的计算公式.     

Al/SiO_2 周期迭层膜式微型偏光器中的Al膜层

对周期性Ａｌ／ＳｉＯ２迭层膜式微型偏光器中的Ａｌ膜层进行了研究．高消光比的迭层膜式微型偏光器的性能主要决定于Ａｌ膜层的介电常数．从理论上分析了影响Ａｌ膜层介电常数的因素及Ａｌ膜层的介电常数偏离体金属Ａｌ相应值的原因．Ａｌ膜层溅射沉积条件实验研究结果表明,沉积速率、膜层厚度及基底形貌的控制和选择是非常重要的     

SmCo(Al,Si)/Cr硬磁薄膜的结构与性能

在优化后的磁控溅射和退火条件下 ,制备SmCo(Al,Si) /Cr硬盘磁记录介质及硬磁薄膜 .实验结果表明 ,Sm摩尔分数为 31.6 % ,Cr缓冲层为 6 6nm ,Sm(Co ,Al,Si) 5磁性层为 30nm时 ,制得的Sm(Co ,Al,Si) 5/Cr薄膜的矫顽力Hc 为 187.8kA/m ,剩磁比S =Mr/Ms≈ 0 .94;在 5 0 0℃保温 2 5min退火后 ,矫顽力Hc 达10 42 .5kA/m ,剩磁比S≈ 0 .92 ,从而制成了较理想的硬磁薄膜     

氧化法在石英衬底上制备氧化钒薄膜及氧化过程和性能的研究

采用直流溅射法在石英衬底上沉积不同厚度的金属钒(V)膜,在空气氛围中进行不同温度热氧化处理获得性能最佳的退火温度和薄膜厚度。用X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪分别研究了薄膜的晶体结构,红外透射性和表面组分。结果表明:厚度约为100 nm的金属钒膜在空气中370°C下氧化60 min制得VO2含量较高,相变温度45℃,热滞宽度约10℃,高低温光透过率变化41%的氧化钒薄膜。     

钙钛矿La0.67Pb0.33MnO3薄膜的制备及表征

利用磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的外延生长了La0.67Pb0.33MnO3薄膜。用X射线衍射、原子力和超导量子干涉仪、振动样品磁强计对其进行了表征。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶胞参数为a=3.861 nm,具有良好的单晶外延结构和光滑的表面。居里温度TC=345 K,在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变。此材料呈现出一种典型的自旋玻璃特性,是由于应力造成的。在室温条件下,当H=0.8T时,磁电阻效应非常明显,此现象是由于固有磁电阻效应引起的,并不是低场磁电阻效应引起的。室温下,其矫顽力只有50奥斯特。     

氩气分压与膜厚对溅射Al膜微结构及应力的影响

在不同氩气分压下,用直流溅射法在室温Si基片上制备了不同厚度的Al膜。用光学干涉相移法和X射线衍射技术,对薄膜应力和微结构进行了测试分析。微结构分析表明:制备的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;氩气分压分别为1Pa和3Pa的Al膜相比,1Pa下制备的薄膜结晶程度明显优于3Pa下制备的薄膜。1Pa下Al膜平均晶粒尺寸随膜厚的增加由17.9nm逐渐增大到26.3nm;晶格常数由0.4037nm增大到0.4047nm,均比标准值0.40496nm稍小。应力分析表明:同一工作气体压强(氩气分压)下,Al膜的平均应力随着膜厚的增加变小,应力分布趋向均匀。相同时间1Pa和3Pa的Al膜,其微结构和应力有较大差别。     

Molecular dynamics simulations of non-Fourier heat conduction

Unsteady heat conduction is known to deviate significantly from Fourier＇s law when the system time and length scales are within certain temporal and spatial windows of relaxation. Classical molecular dynamics simulations were used to investigate unsteady heat conduction in argon thin films with a sudden temperature increase or heat flux at one surface to study the non-Fourier heat conduction effects in argon thin films. The studies were conducted with both pure argon films and films with vacancy defects. The temperature profiles in the argon films showed the existence of mechanical waves when the thin film was suddenly heated and the wave nature of the heat propagation. The flux phase relaxation time, Zq, and the temperature phase relaxation time,τt, were calculated from the temporal variations of the energy flux and temperature distribution in the film. Comparisons of the MD temperature profiles with temperature profiles predicted by Fourier＇s law show that Fourier＇s law is not able to predict the temperature variations with time. Different film thicknesses were also studied to illustrate the variation of the time needed for the films to reach steady-state temperature profiles after a sudden temperature rise at one surface and to illustrate the finite speed of the energy waves.