Si_3N_4/TiN纳米多层膜的超硬效应

采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度既受调制周期Λ的影响,同时又与调制比有关.当调制比lSi3N4/lTiN=3和调制周期Λ=12.0nm左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数值比用混合法则计算的值高40%以上.根据实验结果,还提出了该体系出现超硬效应的机制     

钢表面大功率激光硬化和上釉(一)

研究了20、20Cr、T12和W18Cr4V(18—4—1)四种钢试样在不同热处理状态下经受激光表面硬化、复层和上釉的处理。激光照射条件是:用墨汁、Ni—B—Si粉和WC粉黑化;功率密度为8,000W/Cm~2和23,400W/Cm~2; 扫描速度为 7.8—24.7mm/s。进行了金相、电镜、显微硬度和耐蚀性研究。指出激光表面处理可以获得超高硬度和良好的耐蚀性,特别是Ni—B—Si粉激光上釉有很高的耐蚀性。在本试验条件下进行激光照射还不能得到非晶态的表层。     

K2CuIn3Se6的固相合成、晶体结构和性能

采用反应性熔盐法以n(K₂Se₃ )∶n(Cu)∶n(In)∶n(Se) =2∶2∶1∶6的摩尔比,在773K下反应5d,得到四元金属硒化物K₂CuIn₃Se₆。该晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c ,晶胞参数a =1 .1484(2)nm,b =1.1458(2)nm,c =2.1327(4)nm,β =97.81(3)^o,V=2.7802(1)nm³,Z=8.K₂CuIn₃Se₆具有层状结构,含有二维共价结构的负离子,²∞[CuIn₃Se₆]^2-.²∞ [CuIn₃Se₆]^2-由配位四面体[CuSe₄]和[InSe₄]共顶点连接而成。²∞[CuIn₃Se₆]^2-和K+ 以静电力堆积成晶体。漫反射光谱研究表明,该晶体具有1.6eV的光学能隙,属于半导体,对太阳能有选择吸收的特性。     

不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

β-FeSi2热电材料的机械合金化-热处理制备

采用机械合金化和热处理工艺成功制备了β-FeSi2样品,用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构与形貌进行分析,探讨球磨时间和热处理工艺对合金化过程的影响.结果显示,在球磨过程中,钢球把Fe粉挤压成块状粉体,把脆性的Si粉破碎成细小的颗粒状.随着球磨时间的增加,Fe粉和Si粉形成片层状结构,然后Fe和Si通过原子扩散实现合金化.为了缩短退火时间并促进β-FeSi2的形成,可以加入少量的Cu.当Fe与Si的原子比为1∶3,Cu的质量分数为3％时,在800℃退火120h可以得到较为纯净的金属间化合物β-FeSi2.     

二氯·二[1-对甲氧基苯基-3-（1,2,4三唑-1-基）-1-丙酮-N4]合钴（Ⅲ）的合成及晶体结构

合成了配合物二氯·二[1-对甲氧基苯基-3-(1,2,4三唑-1-基)-1-丙酮-N4]合钴(Ⅱ),并测定了其晶体结构.晶体为单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数:a=2.100 8(4)nm,b=0.488 88(10) nm,c=2.627 4(5) nm,β=98.10(3)°,V=2.671 5(9) nm3,Z=4,Dc=1.473 g/cm3.晶体配合物为C2对称,对称轴通过钴原子,钴原子与来自配体的两个氮原子和两个氯原子配位,形成一个略变形的正四面体结构,测定了其IR及UV-vis光谱性质.     

氢对a-Si∶H结构影响的理论分析

在 a—Si∶H 薄膜中,H 严重地影响了 a—Si∶H 薄膜的光电性能.我们用自洽场分子轨道理论和 CNDO/2近似方法.计算了[Si_8H_(18)]和[Si_8]原子团结构模型,得到了如下结论,亦即随着[Si_8H_(18)]和[Si_8]结构中取代 H 数目的增加,这些原子团趋于稳定,原子团的禁带宽度 Eg 也随之增大;原子团减小,Si—H 键使 Si—Si 键的作用加强.由此我们得出了随着取代氢数目的增加,整个体系的无序性增强的结论.     

碳酸化养护钢渣混合水泥制备建材制品

采用碳酸化养护技术制备不同配比的钢渣/水泥混合建材制品。将原料混合加水均匀搅拌,在p=3 MPa下压制成型后,碳酸化养护14 h,养护温度T=74℃,p(CO2)=0.15 MPa。结果表明:碳酸化养护过程中试样表面生成较多的CaCO3颗粒状晶体;试样的碳酸化反应比水化反应更易于自发进行;CO2在水中的溶解过程是整个反应的控制步骤,主要矿物碳酸化反应自发进行的趋势顺序为C3SCaOC2SMgO。当m(钢渣)∶m(水泥)=3∶2时,试样S5的碳酸化增重率η为10.44%。制品在碳酸化养护2 h后,抗压强度为20.06 MPa,f-CaO的质量分数由3.25%降至0.34%,压蒸安定性合格。     

Fe3(Si1-x,Alx)金属间化合物的制备及其力学性能研究

采用真空电弧熔炼退火制备了Fe3(Si1-x,Alx)(x=0.2,0.4,0.6)Fe3Si基金属间化合物.通过XRD和SEM对制备出的试样进行表征,同时对其显微硬度、压缩强度及弯曲强度等力学性能进行了综合分析.结果表明,Fe3(Si1-x,Alx)金属间化合物仍然保持Fe3Si物相不变.Al的合金化改性降低了Fe3Si金属间化合物的显微硬度,有利于改善Fe3Si的脆性.Fe3(Si0.67,Al0.33)表现出较Fe3Si高的抗压和抗弯强度,这是其适中的有序度值与变形过程中加工硬化作用的综合结果.Fe3(Si1-x,Alx)表现出明显的二次解理特征,这利于断裂过程中裂纹能量的释放,从而提高其强度.     

Cu/Al复合合金化Fe_3Si基有序合金及其性能

采用真空电弧熔炼/热压退火制备4种Cu/Al复合合金化Fe_3Si基有序合金.通过XRD、SEM对制备出的试样进行表征,同时对其显微硬度、压缩强度及腐蚀性能进行综合分析.结果表明:Fe_3Si-Cu/Al有序合金仍然保持Fe_3Si物相不变.Cu/Al合金化改性能降低Fe_3Si基合金的显微硬度,有利于改善Fe_3Si的脆性,提高Fe_3Si基合金的压缩强度,Fe_3Si基合金的耐蚀性能较Fe_3Si均有提高.     

Si衬底掺杂浓度对InGaN/Si异质单结太阳电池性能的影响

【目的】研究p-Si衬底掺杂浓度对InGaN/Si异质单结太阳电池性能的影响,为制备高效太阳电池提供理论基础。【方法】将器件的n-InGaN掺杂浓度固定为10~(16 )cm~(-3),在改变p-Si衬底掺杂浓度N_A的情况下,采用一维光电子和微电子器件结构分析模拟软件(AMPS-1D)对InGaN/Si异质单结太阳电池器件的各项性能参数进行模拟。【结果】随着掺杂浓度N_A的升高,电池的电流密度J_(SC)和填充因子FF随之升高,当到达一定高的掺杂浓度范围时(N_A5.00×10~(17)cm~(-3)),J_(SC)基本保持不变,约为28.12mA/cm~2,FF保持在0.85左右且变化不大。开路电压V_(OC)和光电转换效率E_(ff)与掺杂浓度的大小呈正相关关系,随着N_A的增大,V_(OC)、E_(ff)缓慢增大。【结论】高掺杂浓度下的太阳电池具有较好的光电转换效率。低掺杂浓度的太阳电池光电转换效率较低,这是因为其对应的尖峰势垒高度和宽度均较大,影响了光生载流子的输运。     

新稀土金属间化合物晶体结构及高温晶格热膨胀性能研究

[目的]研究稀土-过渡族金属合金体系中的新稀土金属间化合物,挖掘稀土合金与化合物的新应用。[方法]利用扫描电子显微镜和能谱仪分析合金样品及其组成物相的成分,采用X射线粉末衍射技术研究和测定新金属间化合物的晶体结构及高温晶格热膨胀性能,并对所研究的新金属间化合物的高温热膨胀性能进行总结分析。[结果]不同的合金元素可以形成结构类型相同的晶体结构,得到了部分新金属间化合物的晶格热膨胀系数,这些新稀土金属间化合物的平均晶格热膨胀系数在10~(-6)到10~(-5)数量级之间,它们的平均单胞体积热膨胀系数也在同一数量级。[结论]化学性质相近的合金元素可以相互替代形成同构型金属间化合物。利用X射线粉末衍射同构法可测定新化合物的晶体结构,该法适用于解析二元、三元乃至多元新化合物的晶体结构。所研究的新稀土金属间化合物的热膨胀系数分别满足其各自所属晶系的热膨胀关系。     

钙钛矿La0.7CexBa0.3-xMnO3的磁热性能研究

【目的】通过固相反应法制备La_(0.7)Ce_xBa_(0.3-x)MnO_3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的钙钛矿锰氧化物,研究Ce元素的不同掺杂量对原体系磁热性能的影响。通过Ce元素的掺杂,来调节原体系过高的居里温度以及改善体系的磁热性能。【方法】通过X射线粉末衍射的方式确定其单相结构,并使用振动样品磁强计对钙钛矿样品进行磁性能的测试。【结果】La0.7CexBa0.3-xMnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的居里温度分别为342.1K,319.8K,270.0K,244.3K和199.7K。在0~2T的外磁场下,该体系的最大磁熵变分别为2.54J/(kg·K),2.32J/(kg·K),2.51J/(kg·K),2.03J/(kg·K)和1.87J/(kg·K),且最大磁熵变都在居里温度附近。【结论】随着Ce元素掺杂量的增加,化合物居里温度逐渐降低;而最大磁熵变则呈先减小后增大又减小的趋势。同时由Arrott曲线判断这5个样品的相变都是二级相变。当Ce元素的掺杂量为0.05~0.10时,该体系的居里温度在室温附近,且最大磁熵变仍保持较大的值。     

Effect of trace Zn, P and Mg additions on microstructure and mechanical properties of Nb-Si-Ti alloys

The effects of Zn,P and Mg additions on the microstructure and mechanical properties of Nb-22Ti-3Si alloys were studied. The phases of Nbss and Nb_3Si presented in Nb-22Ti-3Si(AC1),Nb-22Ti-3Si-0.2Zn(AC2) and Nb-22Ti-3Si-0.2Mg alloys(AC3). The Nb-22Ti-3Si-0.2P(AC4) alloy consisted of Nbss,Nb_3Si network and eutectic cell of Nbss/α-Nb_5Si_3.By the addition of Zn,the Nb_3Si network was broken and the volume fraction of Nbss increased from 92%to 96%.The values of fracture toughness of the alloy AC2 at ambien...     

(La0.9Dy0.1)2/3Ba1/3Mn1-xAlxO3(x=0,0.05)氧化物的结构与磁性

【目的】为改善(La_(0.9)Dy_(0.1))_(2/3)Ba_(1/3)Mn_(1-x)Al_xO_3的磁热性能,研究掺杂Al对其晶体结构、居里温度、相变类型以及磁热性能的影响。【方法】采用固相反应法制备锰氧化物(La_(0.9)Dy_(0.1))_(2/3)Ba_(1/3)Mn_(1-x)Al_xO_3(x=0,0.05)样品,利用X射线衍射法分析样品的结构,用振动样品磁强计测量样品的磁性。【结果】所制备样品均为单相钙钛矿结构,属于菱方晶系,空间群为R-3c(No.167)。掺杂Al使样品居里温度由无掺杂的274K降低到248K,在外加磁场变化为20kOe时最大磁熵变由2.16J/(kg·K)降低到1.85J/(kg·K)。样品的铁磁-顺磁相变属于二级相变。采用双交换作用机制解释了居里温度和磁化强度的变化。【结论】非磁性元素Al替代Mn不改变其晶体结构,稍微降低了锰氧化物的磁热性能。     

原位合成CNTs/Cu-Al2O3复合材料的性能研究

对Al的质量分数分别为0.20%,0.35%,0.60%的Cu-Al合金粉末进行内氧化,得到Cu-Al₂O₃粉末。采用化学气相沉积法在Cu-Al₂O₃粉末表面原位生长碳纳米管(carbon nano tubes, CNTs),采用放电等离子烧结工艺成功制备了CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了CNTs/Cu-Al₂O₃复合粉末、复合材料断口的形貌。采用显微硬度计、微拉伸试验机、摩擦磨损试验机分别对纯Cu及复合材料的维氏硬度、抗拉强度、摩擦因数进行测试。采用电化学工作站测试复合材料在3.5%NaCl (质量分数)水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Al的质量分数的增加,粉末表面合成的CNTs的数量也增多。Al的质量分数为0.35%时,CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料的综合性能最佳,与纯Cu相比,复合材料的抗拉强度和腐蚀电势分别提高了86.4%和43.2%,分别为315 MPa和-0.268 V,摩擦因数降低了53.3%,仅为0.28。     

Rapid synthesis of MoSi2-Si3N4 nanocomposite via reaction milling of Si and Mo powder mixture

The nanocomposite of MoSi2-SiaN4 （molybdenum disilicide-silicon nitride） was synthesized by reaction milling of the Mo and Si powder mixture. Changing the processing parameters led to the formation of different products such as a- and B-MoSi2, SiaN4, Mo2N, and M05Si3 at various milling times. A thermodynamic appraisal showed that the milling of Moa2Siss powder mixture was associated with highly exothermic mechanically induced self-sustaining reaction （MSR） between Mo and Si. The MSR took place around 5 h of milling led to the formation of a-MoSi2 and the reaction between Si and N2 to produce Si3N4 under a nitrogen pressure of 1 MPa. By increasing the nitrogen pressure to 5 MPa, more heat is released, resulting in the dissociation of Si3N4 and the transformation of a-MoSi2 to β-MoSi2. Heat treatment was also performed on the milled samples and led to the formation of Mo2N and the transformation of a-MoSi2 to β-MoSi2 at the milling times of 10 and 40 h, respectively.     

Reaction mechanism for in-situ β-SiAlON formation in Fe3Si-Si3N4-Al2O3 composites

In this work, Fe₃Si-Si₃N₄-Al₂O₃ composites were prepared at 1300℃ in an N₂ atmosphere using fused corundum and tabular alumina particles, Al₂O₃ fine powder, and ferrosilicon nitride (Fe₃Si-Si₃N₄) as raw materials and thermosetting phenolic resin as a binder. The effect of ferrosilicon nitride with different concentrations (0wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%, and 25wt%) on the properties of Fe₃Si-Si₃N₄-Al₂O₃ composites was investigated. The results show that the apparent porosity varies between 10.3% and 17.3%, the bulk density varies from 2.94 g/cm3 and 3.30 g/cm3, and the cold crushing strength ranges from 67 MPa to 93 MPa. Under the experimental conditions, ferrosilicon nitride, whose content decreases substantially, is unstable; part of the ferrosilicon nitride is converted into Fe₂C, whereas the remainder is retained, eventually forming the ferrosilicon alloy. Thermodynamic assessment of the Si₅AlON₇ indicated that the ferrosilicon alloy accelerated the reactions between Si₃N₄ and α-Al₂O₃ fine powder and that Si in the ferrosilicon alloy was nitrided directly, forming β-SiAlON simultaneously. In addition, fused corundum did not react directly with Si₃N₄ because of its low reactivity.     

碱性钙基膨润土协同卤锑阻燃HDPE的研究

【目的】解决卤锑阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料燃烧时发烟量大、熔融滴落严重等问题。【方法】采用自制的碱性钙基膨润土(Ca-MMT)与卤锑阻燃剂复配阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧等级、力学性能和热稳定性等测试,研究Ca-MMT和卤锑阻燃剂对HDPE的协同阻燃效应。【结果】HDPE/DBDPE/Sb2O3/Ca-MMT复合材料的LOI由纯HDPE的19.60%提高至32.77%,水平燃烧等级由HB75级提高至HB级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;拉伸强度由13.35MPa提高至23.33MPa,力学性能良好;失重率由纯HDPE的96.17%降至86.50%,热稳定性明显提高。碱性钙基膨润土的最佳添加量为4%。【结论】自制的Ca-MMT与卤锑阻燃剂有较好的协同阻燃作用。     

浒苔虾丸配方的优化

【目的】将营养价值高的浒苔(Ulva prolifera)添加到虾丸中制成浒苔虾丸,丰富虾丸品种,提高其营养价值。【方法】通过单因素和正交试验,确定浒苔虾丸的最佳配方。【结果】浒苔虾丸的最佳配方为鱼糜虾糜比6∶4,浒苔粉6%,淀粉10%,蛋清蛋白6%,大豆分离蛋白3%,氯化钙0.3%。【结论】所得的浒苔虾丸产品色泽诱人、弹性良好、风味独特、营养丰富,是一种老少咸宜的方便食品。