N2O氮化LPCVD氧化物可靠性的改进

通过与热生长氧化物进行比较,对LPCVD氧化物及N2O氮化LPVCD氧化物的质量和可靠性进行了高场应力实验研究,发现LPCVD氧化物有比热氧化物低的面态密度Ditm及小的应力感应Ditm的增加,但电子陷阱产生和俘获率却表现出增强的性能,从而使击穿特性退化,在N2O氮化后,LPCVD氧化物的Si/SiO2界面和体质量得到很大提高,其机理在于N2O氮化导致界面氮的结合及LPCVD氧化物中H2副产物的有效排除。     

N2O氮化LPCVD氧化物可靠性的改进

通过与热生长氧化物进行比较,对LPCVD氧化物及N     

Si基3C-SiC反向外延的选择生长和残余应力研究

采用一种新的LPCVD方法在Si衬底上通过SiO2作为掩蔽层,进行3C-SiC的反向外延的选择性生长.TEM,AFM和XRD结果显示3C-SiC沿（111）面成功实现了较高质量的外延选择生长,其界面清晰,掩蔽良好.生长出的3C-SiC薄膜为织构晶体,单晶性良好.残余应力测试表明3C-SiC薄膜晶格发生压应变,选择性生长区域的残余应力显著降低.据此结果建立了残余应力的形成机制.     

碳热还原氮化一步法制备钒氮合金工艺研究

对V2O5自还原氮化过程进行热力学分析,并以工业级V2O5和炭黑为原料,经过混料、研磨、压制成块后进行烧结和还原氮化,制得含氮量较高的钒氮合金。结果表明,为了避免V2O5在还原过程中挥发,预还原温度应控制在V2O5熔点(678℃)以下;经过650℃预还原4h,试样中的V2O5才能全部转化为低价态的钒氧化物;V2O5在N2气氛下自还原时,还原终温低于1 271℃时,还原产物优先生成VN,还原终温高于1 271℃时,还原产物中才会出现大量VC;为保证还原产物的高氮和低碳含量,应将还原氮化最终温度控制在1 200～1 300℃。     

氧化铝负载高分散γ-Mo2N的制备及其微观结构的EXAFS表征

采用氧化态Mo/γ-Al2O3与NH3的程序升温反应(TPR)制备了不同Mo担载量的氮化态Mo/γ-Al2O3催化剂,用XRD和EXAFS方法分别研究了样品在氮化前后的体相结构及Mo原子局域配位结构.结果表明,在氮化前样品的MoK边径向结构函数与非负载MoO3类似,样品中Mo以高分散的MoO3形式存在;氮化后样品的径向结构函数与非负载的γ-Mo2N基本相同,只是峰强度有所降低,表明样品中Mo主要以分散度较高的γ-Mo2N形式存在,并且随担载量降低,γ-Mo2N的分散度更高     

TGO均匀生长及典型界面形貌特征对热障涂层残余应力的影响

考虑到热障涂层中陶瓷层/粘结层界面间的热生长氧化物以及粘结层的表面形貌,模拟计算了热障涂层中锥形坑对热生长氧化层与陶瓷层、粘结层界面残余应力分布.计算结果表明,形貌单元尺寸及分布密度对热生长氧化物界面应力有明显的影响,热生长氧化物层与陶瓷层界面的应力大于与粘结层界面的应力,在形貌中心处存在应力集中,并且达到最大值,形貌中心是涂层失效的危险点,其残余应力随着界面形貌单元数量的增加而减小.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量特征

采用气象色谱-密闭式暗箱法对三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量进行了为期1年的观测.结果表明,香溪河库湾水-气界面N2O通量呈明显的季节性变化特征,秋末、冬季N2O释放通量高于其他季节,且呈明显的波动状态;夏季和秋季N2O排放水平较低,通量变化范围较小.总体上,香溪河库湾水-气界面N2O全年呈释放状态,但释放通量较小,与加拿大魁北克地区水库N2O释放通量相当.下游A点的释放通量明显高于中游B点,其年平均释放通量分别为0.226mg.m-2.d-1和0.164mg.m-2.d-1.通过对N2O释放通量与环境因子的相关性分析发现,香溪河下游A点的N2O释放通量受气温、水温、pH值等影响显著;而B点的N2O释放通量除与气温相关性较显著外,与其他环境因子的关系不显著.     

Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧化性能

采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AlCrN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子谱仪等分析了AlCrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱,并进行了800和900℃高温氧化实验,研究了AlCrN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明:AlCrN涂层主要成分为Al、Cr和N元素,添加Al元素后表现出较强的AlN择优取向;Al2p峰谱为Al—N和Al—O结合键,Cr2p峰谱为Cr—O和Cr—N结合键,N1s峰谱以Cr—N和Al—N的形态存在,另外含有少量的N—Cr—O和N—Al—O结合键;经过高温氧化后AlCrN涂层表面氧化物为Cr₂O₃,对高温合金基体有良好的保护作用.     

氮化氧化铈负载镍基催化剂催化甲烷二氧化碳重整反应性能研究

水热法合成的棒状CeO2载体(CeO2-R)经过高温NH3氮化,得到了氮化的CeO2载体(N-CeO2-R).采用满孔浸渍法浸渍活性金属Ni,通过XRD、TEM、XPS和H2-TPR等表征手段,研究了载体及催化剂结构.结果表明:棒状CeO2载体在氮化前后,其形貌基本保持不变,同时载体中部分O原子被N原子取代,H2-TP...     

多层陶瓷涂层厚度配比应力场有限元分析

钢基铝层经等离子体电解氧化技术陶瓷化后,可在钢表面形成多层体系结构的陶瓷涂层.采用有限元方法,对不同厚度配比的复合涂层在均布接触载荷作用下的应力分布进行了研究.结果表明:铝层的存在可明显缓解界面处的剪应力.同时,铝层厚度增加,也使表面拉应力增大;Al2O3层决定着涂层内最大剪应力距离表面的距离,增强了涂层表面支撑能力,可减缓表面拉应力值.特别,当Al2O3层与Al层的厚度相等时,Al2O3/Al界面处的剪应力最小;FeAl层对表面应力和界面应力影响较小.因此,当选择较厚陶瓷层和较薄铝层时,涂层内将具有较优的表面和界面应力分布状态,从而可提高涂层力学性能.     

从n型硅到RTN超薄SiO_2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源 ,对超薄 (1 0nm )SiO2 膜进行快速热氮化 (RTN) ,制备了SiOxNy 超薄栅介质膜 ,并制作了Al/n Si/SiOxNy/Al结构电容样品 .研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2 膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化 .结果表明 :低场时的漏电流很小 ;进入隧穿电场时 ,I E曲线遵循Fowler Nordheim (F N)规律 ;在更高的电场时 ,主要出现两种情形 ,其一是I E曲线一直遵循F N规律直至介质膜发生击穿 ,其二是I E曲线下移 ,偏离F N关系 ,直至介质膜发生击穿 .研究表明 ,I E曲线随氮化时间增加而上移 .文中对这些实验结果进行了解释     

由氨解法制备的Si_3N_4粉末的表面元素状态

用XPS表面分析,研究了由氨解法在不同温度下热解所得的Si_3N_4粉末,并与由硅粉氮化所得的商用Si_3N_4粉末作了比较。由氨解法制备的Si_3N_4粉末其表面存在两种状态的氧:结合状态的氧和吸附态的氧,其表面组成为Si_(2.2-2.7)N_(2.9-3.7)O。由硅粉氮化所制得Si_3N_4其表面也存在两种状态的氧,其表面组成则为Si_(0.8)N_(0.8)O。     

用于VLSI的新型介质膜界面陷阱的特征

采用雪崩热电子注入技术和高频Ｃ－Ｖ准静态Ｃ－Ｖ特性测试,研究了新型快速热氮化的ＳｉＯｘＮｙ介质膜界面陷阱的特征,侧重于研究界面陷阱的特性与分布。结果表明：这种ＳｉＯｘＮｙ薄膜禁带中央界面陷阱密度随氮化时间的分布变化呈现”回转效应“,且存在着不同类型、密度悬殊很大的电子陷阱、指出雪崩热电子注入过程中在Ｓｉ／ＳｉＯｘＮｙ界面上产生两种性质不同的快界面态陷阱;给出了这两种界面态陷阱密度在禁带中能量的分布     

Y4Si2O7N2-BN复合材料抗热震性能研究

系统地研究了Y4Si2O7N2_BN复合材料的抗热震性能.计算表明,Y4Si2O7N2_30vol.％BN复合材料具有较高的热应力断裂抵抗因子R1值.进一步的实验证明该复合材料的临界热震温差为850～900K.第二相h-BN在热震条件下的层间劈裂愈合机制对复合材料保持较高的残余强度有利.     

LPCVD半绝缘多晶硅的性质和应用研究

成功地用LPCVD技术制取了优质SIPOS膜。SIPOS膜的生长速率与生长过程中的N_2O/S_iH-4流量比密切相关,SIPOS膜的众多性质中起决定性作用的是其内的氧原子浓度,而膜中氧原子浓度的高低也取决于生长过程中的N_2O/S_iH_4流量比。MO(SI)S结构的C—V特性测量及实际应用试验表明,SIPOS膜具有优良的钝化性质和钝化效果。     

温度循环条件下镀锡引脚的晶须生长

在热循环条件下,对电镀纯Sn覆层的器件引脚的锡须生长进行了评估.当器件经历500与1 000次温度循环后,纯Sn镀层表面会产生致密的热疲劳裂纹,伴随生长出许多锡须.由于镀层表面的SnO2氧化膜与镀层中Sn的热膨胀系数(CTE)存在较大的差异,在温度循环条件下发生SnO2与Sn的热失配,进而在其界面处产生了极大的交变应力,最终导致SnO2氧化膜破裂,为锡须生长提供了条件.此外,在Sn镀层与Cu基板界面处形成的Sn-Cu金属间化合物(IMC),提供了锡须生长的驱动力.镀层中的Sn原子在压应力的驱动下,沿着氧化物表面裂纹位置挤出,从而释放了压应力形成锡须.在锡须生长的初始阶段,阻力较大,故而速率较慢,在锡须突破表面氧化物层后,阻力较小,故加速了锡须的生长.     

Effects of surface modification on thermal cycling lifetime of thermal barrier coatings with HVOF NiCrAlY bond coat

NiCrAlY bond coat was prepared by HVOF (high-velocity oxygen fuel) spray on nickel-based superalloy. Surface treatments like grit-blasting, shot-peening and vacuum treatment methods were carried out in order to study the effects of surface modification on thermal cycling lifetime of TBCs. The surface-modified TBCs exhibited better thermal shock resistance. Failure of TBCs with the as-sprayed bond coat occurred within the top coat and at the interface between spinels and the top coat, while that of after shot-peening, grit-blasting and vacuum treatment occurred mainly within the top coat. TGO (thermally grown oxide) formed on as-sprayed bond coat was composed of a Ni(Al,Cr)2O4 spinels outer layer and a Al2O3 inner layer. But, a continuous and uniform Al2O3 formed after surface modification . Formation of the mixed oxides (spinels) on the as-sprayed bond coat accelerated the failure of TBCs.     

高钒耐磨合金在不同冷却方式下的高温氧化行为

研究了950℃高温下高钒耐磨合金的高温氧化行为,并研究了在随炉冷却和空冷两种不同冷却方式下的氧化增重与开裂行为.结果表明:氧化初期材料表面发生"暂态氧化",所有元素均参与氧化反应,随后在炉冷时氧化增重比空冷时的氧化增重要大的多,当氧化8 h后单位面积氧化增重分别为82.7 mg·cm-2与39.1 mg·cm-2,炉冷与空冷氧化增质量相差一倍多.虽然在基体/氧化层界面形成了能起到一定保护作用的50～200 nm厚Cr2 O3致密氧化层,但同时也存在疏松氧化层;而炉冷时样品以生长应力为主,氧化层发生"翘曲"现象,但较少引起氧化层脱落.然而空冷时冷却速度较大,氧化层内易产生较大热应力,致使氧化层较易开裂或者脱落.