Al_2O_3膜的离子注入增强腐蚀效应研究

本文研究了N~ 注入硅表面上Al_2O_3膜后,离子注入层在稀释氢氟酸中的增强腐蚀效应.实验研究了N~ 的注入剂量分别为2×10~(14)/厘米~2、5×10~(14)/厘米~2、1.3×10~(15)/厘米~2及3×10~(15)/厘米~2时,注入层在23%稀释HF酸中腐蚀速率随温度变化的关系,发现当腐蚀液温度增加到一定程度时,腐蚀速率随温度增加而迅速增加,而在一定的腐蚀条件下,腐蚀速率随注入剂量增大而增大,并最后趋向饱和.     

Na_3AlF_6-Al_2O_3二元系熔度与Al_2O_3在熔融Na_3AlF_6中的溶解机理

本文采用热分析法重新测定了Na_3AlF_6-Al_2O_3二元系部分液相线,验证该系为一简单共晶体系,在共晶点处,含Al_2O_311％(wt),共晶温度为961±1℃,在此基础上讨论了Al_2O_3在冰晶石中的溶解机理,认为Al_2O_3在熔融Na_3AlF_6的溶解过程是Al_2O_3中的O~(2-)与Na_(?)AlF_6中的F~-的置换过程,最后在熔体中形成了Al_xO_yF_z~(n-)新离子,在Na_3AlF_6-Al_2O_3系亚共晶区中只有AlOF_5~(4-)新离子生成,而在过共晶区中随着Al_2O_3的浓度不同,熔体中出现AlOF_5~(4-),AlO_2F_4~(5-),AlO_3F_3~(6-),AlO_4F_2~(7-),Al_2O_5F~(8-)及AlO_9~(12-)等新离子。     

钛、钼离子注入对工业纯铁腐蚀性能的影响

利用离子注入技术对工业纯铁进行了Mo 离子和Ti 离子的注入.将所选用的工业纯铁试样在40kV的电压下分别以2×1017cm-2和5×1017cm-2不同剂量的离子注入,测得离子注入后工业纯铁试样的腐蚀电流密度和腐蚀电流,并得出相应的极化曲线.从而对Ti,Mo元素对工业纯铁的抗腐蚀性作用进行了定量的比较.实验结果表明,Mo,Ti元素使工业纯铁的抗蚀性均有一定程度的提高,且当注入剂量相同时,注入Mo元素的材料,样品具有更强的抗腐蚀性.     

低能氩离子刻蚀在高深度分辨率杂质分布测定中的应用

300eV的低能氩离子刻蚀与SIMS技术相结合,研究了高深度分辨率杂质深度分布测定的可能性。采用石英晶体的频率变化与微量天平称重的方法对~(48)Ar~+离子注入的Si试样的刻蚀速率进行了校准。实验表明,离子刻蚀去层度的精度可以达12左右;经过~40)Ar~+离子注入的Si试样的刻蚀速率与未经~(40)Ar~+注入的Si试样有明显的差别。测定了300keV的~(40)Ar~+离子注入Si中的深度分布,测量结果与理论计算进行了对比。     

银离子注入TiN薄膜的抗菌性和抗腐蚀性研究

为了制备具有抗菌性和抗腐蚀性的医用不锈钢,通过离子注入方法,在镀有TiN薄膜的医用不锈钢317L上注入银离子,用振荡平板法测试了其对革兰氏阴性大肠杆菌(E.coil)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌率;用电化学腐蚀方法检测了薄膜在Hank's模拟体液中的耐腐蚀性能;通过X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)分析了薄膜的结构特征和各元素的深度分布.结果表明,当离子注入剂量接近饱和注入剂量时,样品的抗菌性能最强,但其抗腐蚀性相应下降.     

疏水性Al_2O_3膜在真空膜蒸馏中的应用

采用表面接枝改性法,将十六烷基三甲氧基硅烷(C16)接枝于陶瓷膜表面,获得疏水性Al_2O_3膜。傅里叶红外光谱结果表明,C16接枝到陶瓷膜表面;接触角实验结果显示:接枝C16分子后的Al_2O_3膜表面呈现疏水特性,接触角为158°。将改性后的Al_2O_3膜应用于真空膜蒸馏(VMD)的脱盐实验中,结果表明:在料液流速160 L/h、料液温度70℃、真空度0.095 MPa时,VMD过程可以获得较高渗透通量。将疏水性Al_2O_3膜应用在VMD过程的稳定性实验中,在300 min的运行过程中,渗透通量基本稳定在20 kg/(m~2·h),脱盐率大于99.9%。     

利用固体电解质浓差电池测定冰晶石-氧化铝熔体中Al_2O_3的活度

利用固体电解质(ZrO_2+CaO)作为氧离子导体组成浓差电池:Pt(O_2吸附)|Na_3AlF_6+Al_2O_3(饱和)|ZrO_2+CaO|INa_3AlF_6+Al_2O_3(N_2)|Pt(O_2,吸附),测定了冰晶石-氧化铝熔体中Al_2O_3的活度并根据测定结果对Al_2O_3加入冰晶石熔体中所生成的新离子数目及其对Al_2O_3分解电压的影响,进行了讨论。     

椭偏光法研究离子注入层(二) 椭偏光法研究硅中离子注入层的损伤分布、增强腐蚀效应和热退火过程

本文包括三个方面:(一)比较了用剥层椭偏光法和背散射法测得的注P~ 硅中的损伤分布.实验结果表明,当注入剂量为5×10~(14)/厘米~2、10~(15)/厘米~2及10~(10)/厘米~2时,注入区形成了不同厚度的非晶层,且由椭偏光法测得的非晶层厚度及分布区域与由背散射沟道分析法测得的符合很好;在注入剂量为2×10~(14)/厘米~2的较低剂量时,未形成非晶层,从椭偏光法测得的损伤峰位置亦与背散射法所得结果一致.(二)用椭偏光法研究了注As~ 硅表面层的离子注入增强腐蚀效应.文中提出了一种较精确地测量注入层腐蚀厚度的方法,并测得注As~ (剂量为10~(15)/厘米~2)的硅注入层在温度为43℃到45℃的23%稀释HF酸中增强腐蚀速率为6.5埃/分到22埃/分.(三)用椭偏光法研究了注入10~(15)/厘米~2As~ 的硅在500℃下的热退火过程.实验证实了离子注入引起的非晶层在热退火时发生固相外延.用剥层椭偏光法测量经过热退火后的注入区,发现△和ψ值都较正常硅的低,ψ最低可达9.2°,其原因还有待进一步研究.     

热处理对以Al2O3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管性能的影响

采用阳极氧化法制备了Al_2O_3绝缘材料,并制备了以Al_2O_3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管器件(OTFT)。Al_2O_3绝缘层经过10 min 350℃氢热处理后,OTFT迁移率比未经氢热处理的增大近20倍,且阈值电压降到了-7 V。Al_2O_3膜MIS结构电容—电压(C–V)特性的平带电压平移量数据表明,Al_2O_3膜经过热处理后,并五苯半导体与Al_2O_3绝缘体界面处以及绝缘体内缺陷态密度显著地降低,Al_2O_3绝缘层和并五苯半导体层之间的接触得到改善,这使得经热处理Al_2O_3膜的OTFT器件性能得到显著的改善。     

椭偏光法研究离子注入层(一) 非均匀吸收膜椭偏光参数的计算及其在求离子注入层复折射率分布中的应用

本工作解决了固体表面上非均匀吸收膜椭偏光参数的计算方法和程序,并应用此方法研究了硅中注入不同剂量的P_(31)~ 、As_(75)~ 及Al_(27)~ 时,注入层的复折射率分布和损伤情况.实验得到在高注入剂量时,如注入5×10~(15)/厘米~2及10~(16)/厘米~2剂量的P_(31)~ 或注入10~(15)/厘米~2的As_(75)~ 的注入层,由剥层测得的表观折射率n和表观消光系数k随深度呈振荡状变化;在较低注入剂量时,如注入5×10~(14)/厘米~2的P_(31)~ 及10~(14)/厘米~2的Al_(27)~ 情况,n和k随深度的分布呈尖峰状,且k的峰值较n的峰值更靠近表面.应用本文的计算方法,能够很好地说明这些实验结果,且可从椭偏光法逐层测得的△和ψ值求得注入层中的真实复折射率分布,并分析损伤分布情况.这种计算方法也有可能用于分析其它非均匀层的椭偏光测量结果.     

铜离子注入不锈钢中的显微组织与抗菌性能

Cu离子由MEVVA离子注入机引出注入0Cr18Ni9不锈钢,采用60~100keV的能量、0.2~2.0×1017cm-2剂量。抗菌实验结果表明,铜离子注入试样具有良好的抗大肠杆菌的效果,抗菌处理使得试样具有优良的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果,且注入量接近饱和注入量时,样品具有最佳的抗菌性能。     

氩弧熔覆铁基TiB_2-Al_2O_3复合涂层耐蚀性

为提高Q235钢的静态腐蚀性能,采用Fe、B_4C、TiO_2及Al粉末,利用氩弧熔覆技术,经过原位合成反应,在Q235表面制备了铁基TiB_2-Al_2O_3复合涂层,并对其组织结构,显微硬度及耐蚀性进行了研究.实验结果表明:复合涂层内生成了TiB_2、Al_2O_3、Ti C、Fe_2B相,涂层的显微硬度能够达到913.5HV0.2,耐酸腐蚀性能是基体的2.63倍,耐盐腐蚀性能是基体的2.48倍,耐煤水腐蚀性能是基体的2.59倍,耐人工海水腐蚀性能是基体的2.60倍.涂层提高了基体在各类腐蚀介质中的耐蚀性.     

耐海水腐蚀的水泥

因海水中存在着大量硫酸盐和氯化物,会使普通水泥受到腐蚀,故海水中的建筑物在施工时,需用耐海水腐蚀的水泥。本发明的耐海水腐蚀水泥以烧成后的熟料矿物组成计,3CaO·SiO_2∶β-2CaO·SiO_2∶3CaO·Al_2O_3∶4CaO·Al_2O_3·Fe_2O_3=6∶3∶0∶1。在上述原料中再添加1%(以重量计)的 CaF_2,     

苛刻腐蚀环境下钛合金钝化膜的稳定性研究

在高含CO_2、H_2S苛刻环境腐蚀试验分析的基础上,通过钛合金钝化膜的原位电化学测试分析,结合钝化膜/溶液界面第一性原理计算及分子动力学模拟,探讨了钛合金管材钝化膜的热力学稳定性。结果表明:在180℃的高温CO_2和H_2S环境中,钛合金的阳极极化曲线均有明显钝化区,腐蚀反应为阳极反应过程控制,钛合金的腐蚀速率仅分别为0.4μm/a、0.9μm/a,具有良好的抗均匀腐蚀和点蚀性能。相比于CO2腐蚀环境,TC4钛合金在H_2S环境中的腐蚀电流密度相对较高,施主浓度较高,钛合金钝化膜在H_2S环境抗腐蚀性能较差。当吸附达到稳定态后,Cl~-、HCO_3~-和HS-3种腐蚀性离子与TiO_2界面成键主要是由Cl-3p5、O-2p4、S-3p4和Ti-3d2产生电子轨道杂化。随着温度升高、Cl-浓度增大,腐蚀性离子与Ti O2的界面结合能减小,钝化膜的稳定性降低。HS~-与TiO_2的界面结合能相对较负,TC4钛合金钝化膜在H_2S环境中的热力学稳定性相对较差。     

Si—(SiO_2)—Al_2O_3结构的电子束辐照效应

一、引言在半导体技术中,单层Al_2O_3膜及Al_2O_3—SiO_2结构的双层复合膜早已引起了人们的重视.MAS及MAOS器件中用Al_2O_3及Al_2O_3—SiO_2作为绝缘栅,具有较高的稳定性和可靠性。Al_2O_3膜对钠离子有阻挡作用,又有一定的抗腐蚀能力,这些特点使它用作钝化膜也越来越普遍,特别是因为Al_2O_3的抗辐射性能良好,研究Al_2O_3—Si及Al_2O_3—SiO_2—Si结构的辐射效应,直接关系着电子器件在原子能技术中的应用,随着原子能技术的发展及广泛应用,这类课题日益为人们所关切。     

氧化铝膜的性质、制备方法及在MAOS器件中的应用

本文是我们关于Al_2O_3膜的研究工作的初步总结,内容包括:(1)用AlCl_3水解法在硅片上生长Al_2O_3膜的装置和工艺;(2)用椭圆度仪和容压法,对Al_2O_3膜的折射率、介电系数、表面电荷密度及在MAOS结构中表面电荷密度随SiO_2膜厚变化情况等的测定结果;(3)应用Al_2O_3膜试制成的MAOS器件的结构、特性和参数。研究结果表明:Al_O_3膜作为一种钝化膜可以对器件的稳定性带来好处,采用MAOS结构可以制得低闪电压的n沟道增强型场效应集成电路。     

空气泡沫驱腐蚀因素与腐蚀性灰色关联分析

结合长庆油田分公司第三采油厂空气泡沫驱的生产实际,通过实验开展了空气泡沫驱腐蚀性因素(如:O_2含量、CO_2含量、压力、p H值、温度、矿化度等)对腐蚀的影响研究,利用灰色理论分析方法,明确了空气泡沫驱对系统造成腐蚀的主要因素。结果表明:空气泡沫驱系统压力、温度、氧气的含量越高,腐蚀性越强;体系偏酸或偏碱都会加快腐蚀,在p H值为8时,腐蚀速率较小;矿化度、CO_2含量在正常变化范围内,对腐蚀影响较小。空气泡沫驱系统腐蚀因素与腐蚀速率的综合关联度从大到小的排列顺序为:pH值、温度、O_2含量、CO_2含量、压力、矿化度,表明pH值、温度、O_2含量为空气泡沫驱对系统造成腐蚀的主要因素。     

Mo,Ti离子注入不锈钢耐水溶液腐蚀改性研究

用电化学测试和俄歇电子能谱分析研究了离子注入不同剂量的Ｍｏ、Ｔｉ对３０４Ｌ奥氏体不锈钢在Ｈ２ＳＯ４、ＮａＣｌ水溶液中的腐蚀行为。结果表明：注入Ｍｏ、Ｔｉ可使不锈钢的耐水溶液腐蚀性能提高，并改善材料的钝性和耐小孔腐蚀能力；在腐蚀过程中，注入元素在膜中富集，膜中Ｃｒ／Ｆｅ比值提高，从而达到耐蚀性能改善之目的；在适当的注入剂量下，可获得最佳的耐蚀改性效果。     

酸性氯离子溶液中硫代硫酸根对800合金腐蚀机理

综合采用动电位极化曲线、电化学噪声(EN)技术和3D显微镜相结合,研究了800合金在酸性模拟缝隙水化学中的腐蚀行为,分析了S_2O_3~(2-)浓度对合金在酸性Cl~-环境下腐蚀过程的影响与机理.实验结果表明:在含有Cl~-和S_2O_3~(2-)的酸性溶液中,800合金表面为活性溶解状态,腐蚀速度较快.酸性环境中,极微量的S_2O_3~(2-)对800合金在Cl~-溶液中的腐蚀没有显著影响;随着S_2O_3~(2-)浓度的增加,极化曲线向电位较负方向偏移,相同电位条件下阳极电流密度显著增加,阴极电流略微增大.EN测试结果表明,酸性Cl~-溶液中加入0.075,mol/L S_2O_3~(2-)后噪声电阻降低了约2个数量级,电流标准偏差增加了约2个数量级,这是由于S_2O_3~(2-)的加入加速了合金的阳极溶解过程.     

惰性气体氙(Xe)在不锈钢中的扩散和释放

采用2Mev~4He~ 离子的卢瑟福背散射技术详细地研究了Xe在不锈钢中的扩散和释放过程,不锈钢衬底中的Xe是由离子注入引入的,注入的能量为30Kev,~(129)Xe~ 离子的剂量为2.8×10~(15)ions/cm~2。恒时退火累积分数释放额的测量表明,Xe在不锈钢中的迁移和释放可分为三个阶段。实验发现经Xe离子注入的不锈钢样品表面极易氧化,在退火温度为488℃——789℃的范围内,表面层的氧化将驱使Xe向衬底内部迁移。