大尺寸单晶金刚石同质连接技术

介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术——一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备,并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论,展望了其在尖端应用领域的发展前景。     

“白色血液”创奇迹

<正>在电视屏幕上,大家都曾看到过这样的感人一幕:一位见义勇为的平民英雄在与歹徒搏斗时身负重伤而休克,被送往医院ICU(重症监护室)抢救,群众纷纷献血,伤者终于转危为安。这充满戏剧性又完全真实的"生死切换"是怎样实现的呢?这就要从人体的生命活动,特别是血液的功能说起了……     

三聚氰胺辅助形成无定型碳层包覆人造石墨

商业化的人造石墨S360-L2、柠檬酸和三聚氰胺按100∶24.5∶16.6固相混合后放入CVD旋转炉中950℃碳化4 h和8 h,得到三聚氰胺辅助的柠檬酸生成的无定型碳包覆在人造石墨表面。采用X-ray、SEM、Raman光谱仪和电化学测试仪对改性人造石墨的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了表征分析。结果表明:在石墨表面有一层无定型碳层包覆,且改性后的人造石墨的取向性增强,在950℃环境下保温4 h得到的改性石墨,可逆比容量达到366.5 mAh/g,首次效率达到91.6%;在950℃环境下保温8 h得到的改性石墨,可逆容量达到362 mAh/g,库伦效率提升至92.4%。保温4 h和8 h得到的改性石墨在充电倍率1 C/0.2 C下的可逆比容量保持率分别由原料的48.48%提升到58.69%、55.99%。     

旋风式反循环钻头结构设计与反循环效果分析

为解决引射式反循环钻头在裂隙地层反循环不足问题,基于人造龙卷风的诱发机理,设计旋风式反循环钻头。应用计算流体动力学方法(CFD)对旋风钻头孔底气固流场进行数值模拟,并进一步对比引射钻头与旋风钻头的反循环能力。研究结果表明:旋风钻头钻进过程中,中心通道内的上升旋流对孔底气相流体产生抽吸作用,同时孔底岩屑随气流由钻孔底面上升进入中心通道,形成反循环。与引射钻头相比,旋风钻头在裂隙地层的反循环能力更强,其中心通道内气相流体的最低压力小于-8 kPa、最大流速超过100 m/s,整体携岩效率高于95%,该型钻头可以解决裂隙地层反循环不足问题。     

金刚石/铝复合材料的界面结构

研究了高体积分数(60%)单晶金刚石/铝复合材料的界面区域的微结构和形貌.为了得到这种高导热性能的复合材料,在合成中使用了无压金属浸渗技术.该铝基复合材料由铝-硅-镁合金和金刚石单晶颗粒组成,其化学和热性质由其界面特征决定.在复合材料的断裂面上,我们发现金刚石和铝优先和金刚石的(100)晶面结合.大部分铝-金刚石界面清晰,然而有一些铝和金刚石中间区域存在明显的50~200nm厚的化合物层,这是在中间形成了碳化铝(Al4C3).     

聚晶金刚石螺旋刀电火花刃磨自适应测量路径规划

针对聚晶金刚石螺旋刀电火花刃磨加工,提出一种自适应测量路径规划算法.基于数控解释器对宏指令和宏子程序的支持,综合考虑测量过程中复杂情况,通过使用带有逻辑判断及执行控制功能的数控程序来完成对刀具复杂刃口曲线的实际在线测量.算法操作性强,只需要用户为每个待测刀片提供一个测量参考点,而且对参考点位置也没有任何要求.加工仿真和切削实验结果表明,自适应测量路径规划算法能够使加工后的刀片刃口平整,外圆最大径向圆跳度保持在0.01mm内,满足质量和精度要求;同时算法可以有效减少人工操作时间,提高加工精度稳定性.     

超导人造原子与共振萤光的研究

在开放系统中研究超导人造原子与共振萤光的现象,对共振吸收作了定量分析,证明约瑟芬接超导线路可以用来建构可调控宏观量子相干的人造结构,对量子信息理论与量子位的研究有着显著的帮助．     

Synthesis of Ta C and Ta_2C from tantalum and graphite in the laser-heated diamond anvil cell

The pressure dependence of the onset of the formation of Ta C and Ta2 C from the elements has been investigated by in situ X-ray diffraction and pyrometry.Ta C has been synthesized by the reaction of Ta and graphite at pressures between 8.6 and 14.3 GPa and at temperatures up to 2,300 K using a laser-heated diamond anvil cell. The products were characterized by X-ray diffraction. Ta and graphite begin to react around 1,100 K at ambient pressure conditions, and the reaction temperature increases with increasing pressure. A linear extrapolation of these data is consistent with recent observations of the formation of Ta C at 90 GPa and 3,600 K. We show that diffusion of carbon into tantalum significantly changes the lattice parameter of up to 2 % in the pressure range of up to19 GPa. In some experiments, Ta2 C was formed concomitantly. The experimentally determined bulk modulus of Ta2 C is B0;exp：= 286（5） GPa. Other tantalum carbide phases were not observed.