硅晶体中禁带宽度与应力关系的光学研究

本文采用光电导光谱分布法和红外光弹法初步研究了硅晶体中禁带宽度与应力的关系。对数块硅晶体进行不同条件的热处理,测试了禁带宽度的变化以及应力状态的变化。发现半导体硅晶体中禁带宽度与应力有明显的对应关系:存在应力时,禁带宽度增加;清除应力后,禁带宽度减少。文中还对实验结果作了理论分析。     

含裂隙煤样受载破坏过程视电阻分布特征

为探究煤体破坏过程视电阻率变化规律,建立了煤岩视电阻率加载测试系统,测试了煤样在分级加载破坏过程的视电阻率变化规律,分析了视电阻率与应力之间的对应关系,揭示了煤体损伤破坏视电阻率响应机理。结果表明:煤体内部不同区域视电阻率分布不均匀,视电阻率阻值高低与煤体孔隙分布联系紧密;煤样加载过程中高阻值区域阻值变化与电阻仪测量结果一致,呈现先减后增变化趋势,低阻值区域视电阻率变化较小;煤体内部裂隙在载荷作用下的不规则扩展是煤体电阻率变化的主要原因;高阻值区域为裂隙较多区域,在应力作用下更容易发生裂隙扩展,视电阻率变化明显,最终发生拉伸破坏;低阻值区域为低阻值区域对应裂隙较少区域,在相同载荷作用下裂隙扩展较少,视电阻率变化不明显,最终发生剪切破坏。     

不同含水率膨胀土的无侧限抗压强度-电阻率试验研究

文章通过对不同含水率的合肥膨胀土无侧限抗压强度-电阻率试验,获取了不同含水率条件下合肥膨胀土的应力-应变-电阻率全过程变化曲线;分析了含水率对膨胀土强度的影响、膨胀土受压过程中应力-应变-电阻率的变化规律;探讨了膨胀土受压过程中导致电阻率变化的3种效应——压密效应、水连通效应和结构破坏效应,试验中不同含水率膨胀土试样电阻率的不同变化是3种效应的叠加和综合反映;探讨了不同含水率条件下,膨胀土初始电阻率、破坏电阻率与无侧限抗压强度之间的关系。研究结果有助于探索利用电阻率法评价膨胀土的强度特性,建立土体地球物理参数与强度特性之间的关系。     

低变质原生结构煤电阻率变化规律实验研究

为了研究各个因素对煤电学性质的影响,利用电学方法通过电学参数来反映煤电阻率的变化规律。通过采用自主研制的煤体电阻率测试系统,用实验的方法对大佛寺井田低变质原生结构煤研究了应力作用时间、应力大小、甲烷气体吸附量以及含水率对煤体电阻率的影响。研究结果表明:煤体电阻率随应力作用时间先快速下降,后逐渐趋于稳定;应力越大,电阻率越小,吸附甲烷气体的量越多电阻率下降程度越大;含水率的提高也会造成煤体电阻率下降。最后基于灰色关联法分析了应力大小、应力作用时间、甲烷吸附量、含水率与煤体电阻率变化量的关联情况,从关联度可以看出应力大小是影响煤体电阻率变化的最主要因素。研究结果对于煤的导电特性研究具有一定的参考价值。     

硅锰合金电阻法定硅

根据准二元合金随其中某种合金元素含量的不同,其合金电阻率发生单值变化的规律,提出了一项硅锰合金电阻法定硅的检测技术. 实验结果表明,硅锰合金中硅含量与电阻率变化的关系可表示为[Si%]=-12.51+2×107ρ-4×1012ρ2,当合金中硅的质量分数小于6%时,合金中锰铁比对其电阻率变化的影响不大,定硅误差为0.005%～0.178%. 用于电阻率测量的合金样品适合的尺寸为6.00～6.50mm、长1cm左右,可以避免试样中夹渣、裂隙等缺陷对电阻测量精度的影响.     

沥青碳纤维导电行为及其应用

对通用型沥青基预氧化纤维在碳化过程中的电阻变化行为进行了测试。结果表明:碳化过程中纤维的电阻率可由10~(12)Ω-cm下降到10~(-1)Ω-cm,得到了纤维电阻率与碳化温度之间的定量关系;并通过纤维电阻率的变化与纤维元素分析结果之间的对应关系,表明纤维在碳化过程中发生结构转变。给出了利用碳纤维导电性的应用实例。     

人造石英晶体高压釜实验应力分析

对某厂生产的300mm人造石英晶体高压釜进行了应力应变实体测试,实测结果与理论计算结果比较吻合。对结果进行了分析,得出了沿釜体外壁轴向应力与周向应力的分布规律,给出了典型点轴向、周向εP关系图。     

N型硅外延片表面状态对肖特基接触的影响

本文采用化学气相沉积(CVD)方法,利用平板式外延炉,在5英寸111晶向,2×10-3Ω·cm重掺As衬底上,生长N/N+型硅外延;试验中采用电容-电压方法,利用汞探针CV测试仪,通过金属汞与硅外延片表面接触形成肖特基势垒,测试势垒电容并转换为外延层载流子浓度和电阻率,实现对外延层电阻率的测量。在此过程中,我们研究了自然氧化、H2O2水浴、紫外照射三种氧化方法,处理硅外延片表面,形成10~15A的氧化层,并对比分析了三种氧化方法所形成的硅外延片表面状态,以及对电阻率测试结果的影响。通过实验对比,H2O2水浴方法,获得的硅外延片表面最为稳定,重复测试标准差±1%。     

分子筛催化剂结晶度和硅铝比的X射线分析

用Ｘ射线衍射法测定分子筛催化剂的硅铝比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）是通过准确测定分子筛晶体的点阵常数来完成的。分子筛晶格骨架中,硅氧四面体（ＳｉＯ４）中ＳｉＯ键长小于铝氧四面体（ＡｌＯ４）中ＡｌＯ的键长,分子筛晶体的组成不同,其晶胞的点阵常数将随之变化。点阵常数与硅铝比的变化关系可用经验公式表达。测定分子筛晶体的点阵常数采用内标法,该法比化学分析法要简便、快捷。由于分子筛催化剂的不稳定性,用Ｘ射线衍射法测定结晶度和硅铝比,必须对分析样品进行稳定性处理。为了保证测量精度,应严格控制测试条件,以减少各种因素的影响。用积分计数法测量结晶度,其结果优于峰高法和半高宽法。ＣＲＣ１分子筛催化剂随老化处理温度的升高和时间的增长而降低,分子筛的点阵常数则随之减小,硅铝比则随之增大。在老化温度为７５０℃以下进行处理时,结晶度和硅铝比的变化不太明显。     

质量成本控制——减少硅外延电阻率测试频次的实验研究

质量成本包括预防成本、鉴定成本、内部损失成本和外部损失成本等内容,通过数据分析讨论减少硅外延电阻率测试频次的可行性。经分析发现,在LPE3061D外延炉批量生产硅外延片的过程中,掺杂效率稳定,产品在正常生产过程中,整批次的掺杂剂用量调节幅度相对较小,由其引起的电阻率变化不会大幅度超出控制线。以此为依据将测试频次由每24片测试1片更改为每48片测试1片,按产量统计每年可节省约4 000片硅抛光片,降低鉴定成本约40万元,并且提高了硅外延片出片率。     

弹性约束承载岩石电阻率变化形态研究

在花岗岩标本测量面上,布设4条夹角互为45°的视电阻率测线,将标本平行长轴方向的4个面加上弹性约束,沿标本长轴方向加压,测量标本视电阻率随轴向应力的变化,实验结果为: 1) 岩石视电阻率变化形态显上升-平稳-下降形态,但平稳段不明显,时间很短; 2) 视电阻率开始下降时间,比其他受力方式实验结果都早,约提前10%破裂应力.即:平行于轴压方向的测道,在轴向破裂应力的40%左右开始下降;不平行轴压方向的测道,视电现率约在1/3轴向破裂应力开始下降; 3) 电阻率从开始下降起,下降速率逐渐增加,但增加得很缓慢,岩石大破裂前,单位轴向应力变化引起的视电阻率变化幅度也不是很大.     

界面多应力作用下乙丙橡胶的特性变化及破坏机理

为了深入研究电缆附件绝缘材料在电、热和机械等多种应力耦合作用下的破坏机理,以110 kV预制式电缆中间接头用三元乙丙橡胶为研究对象,搭建了模拟电缆附件绝缘界面应力作用状况的多应力耦合试验装置。对交联聚乙烯-乙丙橡胶界面中的橡胶试样施加不同的机械拉伸和电应力,应力作用不同时间后,采用显微观察、机械性能测量、体积电阻率及交联度测试、衰减全反射傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱等手段对试样进行了观察及测试。研究结果显示,乙丙橡胶表面分子中的部分原有基团在电应力作用下被破坏并氧化,生成—OH、C=O等氧化基团,机械拉伸应力对上述反应具有一定的协同促进作用,而机械性能、体积电阻率和交联度等反映材料体积特性的参数变化幅度不大。这表明,上述多应力耦合作用对乙丙橡胶的破坏主要停留在表面,并未深入体积内部,原因可能是乙丙橡胶材料中的大量添加物和填料暴露在表面后,阻挡了放电粒子和活性基团对试样内部的进一步破坏。     

多孔硅光电特性及其应用

通过对金属铝、多孔硅及单晶硅样品在无光照和有光照两种不同条件下I-U特性的测试,研究了多孔硅光电特性及其应用.结果表明,多孔硅(PS)具有高的电阻率和敏感的光学特性     

冻土电阻率与其温度的关系研究

为研究冻土电阻率与温度的关系,采用自制电阻测量装置,对不同温度的砂土和黏土试样进行了电阻测试。结果表明,当温度大于0 ℃时,土的电阻率变化不大;当温度小于0 ℃时,土的电阻率随温度的下降而明显上升。出现这种现象的原因在于,当温度降低至0 ℃以下时,土中水分随温度的降低将逐渐部分或全部冻结为冰,而冰的电阻率大于液态水的电阻率。此外,冻土的电阻率还与土的类型有关,在干密度、含水量、温度均相同的条件下,砂土的电阻率大于黏土的电阻率。     

赤泥-钙基复合水泥土的强度与电阻率特性研究

为了研究赤泥-钙基复合水泥土的强度与电阻率变化规律,设置不同赤泥掺量,对试样进行抗压强度试验、电阻率试验、SEM、EDS试验。试验结果表明:随着赤泥掺量的增加,初始电阻率与抗压强度表现出良好的相关性,12%赤泥掺量下强度最高;龄期对强度增长作用显著;在相同赤泥掺量不同龄期下,随应力增长,试样电阻率迅速降低,应力-应变进入弹性阶段后电阻率趋于稳定直至破坏;在试样中可观测到钙矾石与CSH凝胶生成;利用试样初始电阻率变化可表征钙矾石的填充效应。     

用X射线分层测量磨削后零件表面残余应力的探讨

本文讨论了用x射线来测量磨削后零件的残余应力沿层深分布问题,并对有时被磨零件表面出现测试结果(压应力)与实际情况(拉应力)不符的原因作了解释,又对同一试件用不同x射线金属靶进行应力测试时所得不同的测量值的问题作了说明。     

早龄期水泥浆体的化学收缩与电阻率研究

研究了水灰比分别为0.3,0.4和0.5的硅酸盐水泥浆体在3d龄期内的化学收缩与电阻率的变化规律,并根据非蒸发水含量计算了水泥的水化度,讨论了化学收缩与水化度之间的关系以及电阻率与水化度之间的关系.化学收缩采用ASTM C1608—07规定的膨胀测定法进行测试,电阻率采用无接触电阻率法进行测试.结果表明：水泥浆体的化学收缩与水泥的水化度之间具有较好的线性关系;对于不同水灰比的水泥浆体,当龄期在12h以上时,化学收缩与电阻率之间存在较好的线性关系,可以根据电阻率计算水泥的水化度和化学收缩.     

碳纤维粉改性水泥砂浆压阻特性分析

为改善压阻特性,对砂浆掺加CF（Carbon Fiber,碳纤维）粉、硅粉进行改性,开展了试件的压阻测试,并对应变-电阻率曲线进行了分析。结果表明：试件的电阻率随压应变的增加而下降;应力-电阻率曲线可分为接触、承载和破坏阶段;CF掺量为2%时,其灵敏度最高,线性区间最大; CF掺量为2%时,单掺、复掺试件的线性相关系数分别为99.92%和99.45%;CF掺量为4%时,单掺、复掺试件的线性相关系数分别为98.39%和98.33%;CF掺量为6%时,CF粉会出现团聚现象,试件应力-电阻率符合指数关系;在单掺和复掺试件中,4%接近CF粉掺量的逾渗阀值;复掺试件的强度高于单掺试件,Si4/CF4的抗压强度达到52.4 MPa。可见,Si4/CF4试件具有较高的强度、压阻线性度和区间,但其灵敏度、线性区间不及Si2/CF4。     

岩石视电阻率与压力关系的试验

岩石在压力作用下,用四极法测定不同方向上的视电阻率变化。讨论了测量结果,结论是对于水饱和岩石的视电阻率,在压力开始作用时,一般说来是上升的;裂纹对它们的影响要比毛孔变化对它们的影响厉害;每有破裂,视电阻率就有较大幅度的下降。视电阻率变化的方向性特征并不明显。     

流动应力下降尺度效应的数值模拟

采用率相关晶体塑性本构关系及弹塑性大变形增量有限元方法,通过在晶粒尺寸相同条件下模拟不同尺寸微型铜圆柱体镦粗实验,对流动应力下降尺度效应现象进行了数值模拟研究,获得了与实验及表面层模型较为一致的结果.结果表明,随着坯料尺寸的减小,流动应力逐渐下降;晶体塑性理论能够解释并描述流动应力下降尺度效应现象,并在一定程度上对流动应力下降幅度做出预测.