时效处理的MgO-(Al_2O_3)-PSZ陶瓷断裂过程的声发射行为

一、前言 适当控制部分稳定ZrO_2(PSZ)陶瓷的冷却过程,合理选择高温特效的条件,可令c~*-ZrO_2基相中的t~(**)-ZrO_2沉淀相处于既保持至室温,又便于向m-ZrO_2相转变的状态;从而提高材料的增韧和强化效果。若在亚共析温度区进行时效,m~(***)-ZrO_2现将出现在晶界处;富MgO的δ相(Mg_2Zr_5O_(12))畴将在c/t相界面上优先成核,并导至c-ZrO_2晶格收缩,从而在基体中形成应力场。这将有利于应力诱发相变的发生,可望改善材料的力学性能。本     

β-SIALON晶格象的观察和计算

SIALON可由公式Si_(6-X)Al_xO_xN_(8-x)表达,这里x代表Al或O取代Si_3N_4中Si或者N的量。作为极端的情形,x=0时,具有上述公式的化合物就是Si_3N_4,事实上,作为SIALON,x最大值x_(max)=4.2。以前的研究表明,β-SIALON的物理性质相似于具有高力学性能的β-Si_3N_4,而化学性能则相似于具有很好抗氧化性能的氧化铝。由于含有低量 Al_2O_3和Y_2O_3的β-SIALON具有非常高的强度并易于烧结,用高分辨电镜这一新技术来研究其原子水平上的结构很值得。     

双(1-二乙膦基-2-二苯膦基乙烷)双(分子氮)钼(0)[Mo(N_2)_2(Et_2PCH_2CH_2PPh_2)_2]的合成

分子氮络合物的研究,是近年来极为活跃的一个领域,Chatt等于1975年在室温下成功地将分子氮络合物中的氮分子加质子转变成氨,证明了配位于过渡金属的氮分子的确能被活化并接受质子而生成氨.他们对分子氮络合物的加质子反应进行了详细研究后发现:只有单膦配位的分子氮络合物,如顺式[M(N_2)_2(PMe_2Ph)_4]及反式[M(N_2)_2(PMePh_2)_4](M=Mo或W),在室温下能和硫酸-甲醇作用而生成氨;具有双膦配位的分子氮络合物反式[M(N_2)_2(Ph_2PCH_2CH_2PPh_2)_2](M=Mo或W)则在质子酸作用下只能加质子而得到一系列具有     

SiCl_4-N_2-H_2等离子体400～800℃淀积Si_3N_4薄膜

Si_3N_4薄膜已广泛用于半导体集成电路中。它是非常致密的绝缘层,能有效地阻挡钠离子渗透,用于器件的表面钝化和保护可以提高成品率和可靠性。作为钝化和保护的Si_3N_4工艺都在流程的后期进行.由于杂质扩散的原因,此时已不允许有较高的温     

ESR研究ZrO_2纳米晶的点缺陷

电子自旋共振(ESR)是研究晶体中点缺陷和化合物中离子价态的实验方法之一.ESR实验研究发现ZrO_2纳米晶中的点缺陷与材料制备的方法和工艺密切相关.通常情况下ZrO_2多晶和微晶是白色的,Zr~(4+)和O~(2-)都是非磁性离子,自旋量子数s均为零,因而没有ESR信号.但用柠檬酸盐爆炸分解方法制备的纳米晶(粒径为9.2nm)是深灰色的,并测到了色心的ESR信号,这是由于爆炸分解法制备的纳米晶是在极短促的瞬间生成的,晶粒中有许多色心点缺     

GaAs等离子体阳极氧化研究

GaAs的电子迁移率比si高五倍多,因此GaAs MISFET器件的工作速度更快,使用频率更高。制备高效MISFET,必须在GaAs上形成良好的绝缘介质膜。至今,用热氧化、热分解淀积SiO_2、Si_3N_4、Al_2O_3和SiO_xN_y,以及水溶液或非水溶液阳极氧化等方法得到的结果都不     

ε-FexN/BN磁性纳米复合材料的制备及热力学和动力学分析

磁性纳米复合材料一般是由非磁性绝缘体和分散在它内部的磁性纳米颗粒(10～100nm)组成的。纳米颗粒的小尺寸效应和与基体的高浓度界面以及基体的绝缘性,使得磁性纳米复合材料表现出许多优异的物理和化学性能,在高密度信息存储、磁致冷等领域有着重要的应用价值。由于Fe-N合金在耐磨、抗氧化和抗腐蚀等方面优于纯铁,且具有较高的平均原子磁矩(如Fe_4N为2.21μ_B,Fe_3N为2.01μ_B),尤其是近2年发现α″-Fe_(16)N_2的巨磁性现象(平均原子磁矩达3.2～2.8μ_B),使得Fe-N合金及其复合材料的研究工作引起了广大材料学家和物理学家的高度重视和极大的兴趣。最近几年,人们通常以N_2,NH_3和NH_3/H_2气体为氮源,利用气相沉积、磁溅射并结合热处理的方法,制备各种结构的Fe-N合金薄膜和Fe-N合金纳米复合材料膜。然而,利用其他技术和材料制备Fe-N合金及其复合材料尚无报道。在本实验中,我们将采用一种新的实验方法,即以六方氮化硼(hBN)为氮源,利用高能球磨技术制备Fe-N/BN磁性纳米复合材料。在此方法中,Fe-N合金在Fe与hBN的球磨过程中原位生成,并均匀分布在绝缘BN基体上与BN基结合牢固且界面清洁。晶粒尺寸和相成分可通过球磨参量控制,经热烧结可制成块状材料,具有实用价值。     

Si_3N_4晶界相的电镜研究

导言作为超高温工程材料,Si_3N_4陶瓷材料变得越来越具有吸引力。然而,目前需要解决的问题之一是防止1000℃以上高温强度的下降。为此,使用Y_2O_3和Al_2O_3取代MgO作为添加剂;此时材料的高强度可以保持到1200℃,这比MgO添加剂制成的陶瓷要高200℃。我们使用Y_3Al_5O_(12)和AlN作添加剂,经过重烧结后的特别热处理,材料的高强度可保持到1400℃。     

铁电体-金属纳米微粒复合材料的制备与性质

近年来,由金属微粒弥散相与氧化物电介质(玻璃或陶瓷)基体所构成的复合材料体系引起了人们的关注。由于这类材料在光学(光吸收、散射、非线性)、电学(隧穿效应,电致发光)、磁学及催化等方面均有一些特殊性质,使这类材料体系在理论研究和实际应用方面都具有很高的价值。目前,这类材料的制备主要是采用溅射法和溶胶-凝胶(Sol-gel)法。限于技术上的原因,上述材料的基体主要局限于一些简单的氧化物体系,包括SiO_2,Al_2O_3和ZrO_2。     

沉淀法制备纳米ZrO2(Y2O3)析晶过程的研究

ZrO_2系陶瓷在结构陶瓷中占有重要地位。为了获得性能优异的ZrO_2陶瓷,须获得高纯,超细,少团聚以及结构可以控制的ZrO_2粉体。Srinivasan和沈志坚等人的研究认为,沉淀过程pH值影响了水合氧化锆凝胶的结构,进而影响了凝胶热分解后ZrO_2和Y_2O_3(MgO)-PSZ的相组成。戴健和仇海波等人的研究还表明通过控制沉淀过程pH值可以获得无团聚,甚至单球分散状的ZrO_2纳米粉。此外,韩利成等人的研究认为,残留Cl~-、NH_4~+离子使干凝胶中非架桥羟基数量增加,导致粉末产生硬团聚体。朱宣惠,Dole等人的研究认为,通过水洗去除Cl~-、NH_4~+离子,再经有机溶剂脱水减少表面张力,可以防止硬团聚的产生。可见在用液相沉淀法制备ZrO_2纳米粉时,沉淀过程的pH值以及NH_4Cl的存在(Cl~-、NH_4~+)对ZrO_2超细粉的相结构以及团聚状态都有重要影响。因此研究pH值,清洗工艺对其析晶过程的影响具有十分重要的意义。     

ZrO_2超微粒子的湿化学法制备及其相变规律的研究

ZrO_2是相变增韧的关键材料,搞清楚ZrO_2的相变规律,充分认识ZrO_2的各种性状和深入探讨高纯度ZrO_2超微粒子的制备及其均匀分散的方法,这将推动相变增韧陶瓷的研究工作。由于陶瓷的强化与增韧是通过四方相ZrO_2(t-ZrO_2)转变成单斜ZrO_2(m-ZrO_2)的过程来     

Na_3Zr_2Si_2PO_(12)X射线衍射数据的测定

磷锆硅酸钠(Na_3Zr_2Si_2PO_(12))是新近发现的一种Na~+离子导体,其300℃的电阻率可以和现在最好的Na~+离子导体Na-β″-Al_2O_3相比,且具有烧结温度比β-Al_2O_3低,耐湿性好等优点,是一种有希望的快离子导体(固体电解质).Goodenough和Hong用单晶试样测定过Na_3Zr_2Si_2PO_(12)的晶胞参数,并根据NaZr_2(PO_4)的晶体结构推测了Na_3Zr_2Si_2PO_(12)的晶体结构.至于Na_3Zr_2Si_2PO_(12)的X射线粉末衍射数据文献上未见报道,到1977年的国际X射线粉末衍射标准数据(JCPDS卡片)亦未收集过.本文     

瞬态高温等离子体生成氮化硅与ESCA分析

氮化硅具有耐腐蚀、耐高温、硬度高、磨擦系数小等特性,在工业应用中是一种优异的陶瓷材料,此外,由于氮化硅(Si_3N_4)有良好的绝缘性能,在大规模集成电路中用作掩膜或介质薄膜。近年来,采用电子束感生的化学气相沉积法(EBCVD),产生氮化硅薄膜沉积在SiO_2、多晶硅和单晶硅衬底上,这种方法要用NH_3、N_2和SiH_4作为反应气体,由于反应中含     

离子束辅助沉积碳氮薄膜的结构与性能

β-C_3N_4是人们根据理论计算而设计的一种目前在自然界尚未发现的新材料.β-C_3N_4具有类似于β-Si_3N_4化合物的晶体结构,其中碳原子为SP~3杂化结构,而氮原子呈现SP~2键原子组态.根据理论模型计算分析,β-C_3N_4应该有比金刚石更大的弹性模量和更高的硬度.β-C_3N_4所具有的结构与性能特征已引起了人们广泛的兴趣,对它将来的开发应用进行预测表明,β-C_3N_4化合物薄膜可望形成优于金刚石的既硬又光滑的新型膜系材料,并且有可能在航空航天等高技术领域获得重要的应用.     

气凝胶超微粉Fe/ZrO2的光声光谱研究

当固体材料的晶粒直径达到激子的Pole直径时,其电子性质开始发生变化 这种量子尺寸效应使得材料显现出许多奇特的物理和化学性质,引起了许多科学工作者的浓厚兴趣.然而,以往的研究集中在单元素系统(如Ge,Ag等)、二元素系统(如SnO_2,ZrO_2,CdS等)的纳米固体材料.对于三元素系统固体材料的量子尺寸效应的研究尚未见报道.本文研究了三元素系统纳米材料Fe/ZrO_2的量子尺寸效应.Fe/ZrO_2是一种重要的Fischer-Tropsch反应的催化剂.Fe/ZrO_2用超临界流体干燥(SCFD)方法制备.该方法可极大地克服使凝胶粒子聚集的溶剂表面张力,是目前获得大孔容积高比表面氧化物气凝胶(Aerogel)超细粒子的最有效方法之一.本文研究了不同铁含量的几种不同粒子尺寸的Fe/ZrO_2的光声谱,并作了初步的理论解释.     

高饱和磁化强度Fe16N2单晶薄膜

尽管Fe_(16)N_2的结构早已为人们所知“‘，但对其研究的巨大兴趣则始于发现其奇异的高饱和 磁化强度（Bs一258 T严之后．制备高含量比川。的研究在块体和薄膜材料方面都很活跃l’ 4］． 然而，由于它是亚稳相，迄今只有日本Sllgita’领导的小组在半导体基片上制备出了Fe_(16)N_2单 晶薄膜，并验证了室温下其饱和磁化强度高达 29又大大超过 Slaterwaaling曲线．关于 卜；刀。是否具有如此高的饱和磁化强度值成为当个磁学理论界争论的一个热点风刁．作者曾详 细研究了溅射条件对氮化铁各相形成的影响闷，本文用溅射法制备出a‘’xe入单晶薄膜，井清 晰地观察到了沿［l叫和［110方向的电子衍射花样．磁性测量结果表明其饱和磁化强度值高 达 264～ 289 Wbha’．     

一种新型Zr基块状非晶复合材料的显微组织与力学性能

通过在块状Zr-Cu-Al非晶合金形成能力较大的成分范围附近设计成分, 利用电弧炉吸铸的方法制备了直径分别为3和4 mm的Zr_48.5Cu_46.5Al₅块状非晶复合材料. 显微组织分析表明, 复合材料中含有微米尺度的具有马氏体结构的CuZr相, 同时还生成了在非晶基体上均匀分布的Zr2Cu纳米颗粒和Cu₁₀Zr₇片状相. 室温压缩实验表明, 直径为3和4 mm块状非晶复合材料分别达到7.7%和6.4%的塑性变形, 同时有显著的应变硬化现象.     

气凝胶复合材料中遮光剂及纤维的掺杂方法

二氧化硅气凝胶广泛用于各种航天器、飞行器的热防护中,添加遮光剂或纤维能大大改善其在高温下的隔热性能.本文通过计算辐射特性得到遮光剂和纤维不同温度下的最佳掺杂粒径,在复合材料等效热导率最小时得到最佳掺杂量,并应用优化结果设计了具有温度梯度的多层掺杂方案.研究发现:遮光颗粒和纤维的最佳掺杂直径随温度增加而减小,掺杂量随温度增加而增加,研究的4种遮光剂(碳黑、SiC、ZrO_2和TiO_2)中,碳黑具有最好遮光效果,但高温下会被氧化,SiC在高温下具有较好的遮光效果;石英纤维多层掺杂具有最小有效热导率,碳黑与SiC遮光剂和石英纤维共同掺杂对辐射传热的抑制最强.气凝胶复合材料背温实验结果有效证实了掺杂优化方法的正确性.     

低温热压氮化硅的相变

氮化硅(Si_3N_4)陶瓷以其优异的力学、热学性能跻身于最有发展前途的高温结构材料的行列。但它毕竟属于脆性材料。纤维补强是改善陶瓷脆性的有效途径。经碳纤维补强的氮化硅,其断裂功和断裂韧性均成倍提高。然而热压氮化硅需要加入少量添加剂,一般在1700℃以上才能热压致密。但由于氮化硅与碳纤维在1650℃将发生化学反应而使碳纤维受     

金属与金属氧化物界面第一性原理计算研究方法及其应用

主要结合作者多年的研究实践,简要而系统地介绍了第一性原理计算应用于金属与金属氧化物界面问题的研究思路和方法;并以金属基复合材料Cu/(Al2O3)p的内氧化原位制备为研究实例,介绍了第一性原理界面热力学与扩散动力学的结合,可以在界面层次上实现对材料微观结构形成和演变的预测,从而为材料的制备实践提供理论指导。