铝诱导晶化非晶硅薄膜研究

应用晶化非晶硅（a—Si）薄膜铝诱导方法，采用X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）、光学显微镜（Optical Microscopy，OM）和原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）等测试手段，研究了退火条件对样品晶化的影响．结果表明，样品在300℃下退火后仍为非晶态；退火温度为400℃时，样品开始晶化．随着退火时间的增加，薄膜晶化程度越来越高，晶粒越来越大，同时薄膜表面粗糙度增加．     

在铝诱导下非晶硅薄膜低温快速晶化研究

在镀铝 (0 .5～ 4μm)的玻璃基底上用射频辉光放电化学气相沉积法沉积 1～ 4μm厚的α- Si薄膜 (基底沉积温度为 30 0℃ ,沉积速率为 1 .0μm/h) ,然后样品在共熔温度下、 N2 气保护中热退火 ,可使其快速晶化成多晶硅薄膜 .结果表明 :在铝薄膜的诱导下 α- Si薄膜在温度 550℃附近退火 5min即可达到晶化 ,X-射线衍射分析显示样品退火 30 min形成的硅层基本全部晶化 ,且具有良好的晶化质量 .     

铝分层诱导晶化非晶硅的研究

铝诱导晶化(AIC)法是一种低成本、低温制备高质量多晶硅薄膜的方法.采用磁控溅射和自然氧化法在石英衬底上生长铝/三氧化二铝/非晶硅结构的材料,然后进行低温(低于硅铝共熔温度577℃)退火处理.通过共焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)手段进行表征.结果表明,退火后薄膜分为两层,上层是铝、非晶硅和多晶硅的连续混合膜,随退火时间增加,上层晶化率快速增加;下层形成了完全晶化的大尺寸多晶硅晶粒,晶粒结晶质量接近单晶硅;增加退火时间,下层晶粒增长很缓慢;降低退火温度,下层晶粒尺寸明显增大;形成的多晶硅薄膜均具有高度(111)择优取向.并且,进一步地对上述退火过程中样品的变化行为作出分析.     

非晶硅薄膜的制备及晶化研究

采用磁控溅射技术首先在玻璃基片、单晶硅片上溅射非晶硅薄膜再在其表面溅射铝膜,并用快速退火炉在不同温度下进行退火。利用台阶仪、拉曼散射光谱(Raman)仪和X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行性能表征。结果表明:在功率120W,气压1.5～2.5pa,时间为3.5～4.5h的条件下可制备得非晶硅薄膜,Al诱导能降低晶化温度,并在500～600℃间存在一最佳晶化温度。     

衬底温度对NiTi薄膜晶化温度的影响

采用直流磁控溅射方法, 制备出沉积在不同温度衬底上 的NiTi薄膜. 应用X射线衍射、 小角X射线散射和差热扫描量热法研究了两种衬底温度(室温和573 K)溅射的NiTi合金薄膜晶化温度和在763 K退火1 h的晶化程度.     

非晶硅的二步快速退火固相晶化

我们采用二步退火法，对由等离子增强化学汽相淀积法（ＰＥＣＶＤ）制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ膜进行退火处理，并观察了其晶化效果，由于二步快速退火方式与通常固相晶化退火法相比可大大缩短退火时间，因此具有较大的应用潜力。     

多循环快速热退火诱导普通玻璃衬底非晶硅薄膜晶化

介绍一种使用快速热退火设备,经多次循环退火诱导,在普通玻璃衬底上生长非晶硅薄膜晶化的实验方法.利用拉曼（Raman）光谱、原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）、紫外可见分光光度计（UV-VISspectrophotometer）和霍尔（Hall）测试系统对薄膜的结构、形貌及电子迁移率进行测试.结果表明,当退火温度达到680℃时,薄膜开始出现晶化现象;随着快速热退火次数的增加,拉曼光谱在500 cm^-1处测得多晶硅特征峰;在循环退火5次后,其最佳晶化率达到71.9%,光学带隙下降,晶粒增大,载流子迁移率提高.     

非晶硅低温退火固相晶化的研究

从PECVD法制取的n~+与n/n~+两种结构的a-Si:H试样,采用低温退火固相晶化工艺,得到了满足器件质量要求的大晶粒多晶硅膜。测试结果证实:在N_2气氛下,经6—10h的600℃(或800℃)温度的退火后,两种a-Si:H膜均已明显地晶化.测得了晶化膜的粒径>lμm,暗电导率、光电导率均比退火前增加了3个数量级,迁移率则增加了10—80倍。     

在Fe-Zr-B-Nb非晶合金中B含量对晶化温度的影响

用快冷法制备了Fe91-xZr5BxNb4（FZBN）合金，当5≤x≤30时，样品为非晶态，研究了B含量对非晶合金晶化的影响，当x≤20时，FZBN非晶以一次品化的模式晶化；当20〈x〈30时，以共晶模式晶化；当x=30时，以多晶模式晶化，晶化产物为具有立方结构的Fe-Zr-B-Nb合金相，随着x的增加，FZBN非晶的晶化温度（Tx）增加，当x〉20时，由于晶化模式的改变，Tx突然迅速增加。     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体,温度为850～1100℃,在（100）取向的单晶硅片上,采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌,用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响,并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

3003铝合金铸锭均匀化退火工艺及力学性能

为了节能减排,利用光学显微镜、扫描电镜、万能力学试验机等手段,研究分析了3003铝合金不同均匀化退火工艺后的组织演变及力学性能变化。结果表明:随均匀化退火温度的升高,对应的最佳工艺时间减少;620℃下退火5 h时的组织与610℃下退火7 h时基本相同,晶界处无偏析第二相粒子且晶内弥散分布第二相粒子;常温及高温瞬时拉伸时,620℃退火5 h的合金拉伸强度、延伸率均高于610℃退火7 h的。该研究通过升高退火温度、减少时间改善了3003合金铸锭均匀化退火工艺,最佳工艺为650℃下保温5 h。     

工艺参数对铝板带热轧过程总温降影响的数值模拟

基于MSC.Marc有限元软件建立铝板带热轧二维有限元模型,结合实验研究得到的1×××铝合金高温本构方程,采用热力耦合分析方法研究铝板带在热轧过程中的温度变化规律,并应用正交试验法分析各工艺参数对板带轧过程中总温降的影响趋势。研究结果表明：热交换系数对温降的影响最大,轧制速度的影响次之,出炉温度的影响较小,而环境温度的影响最小;随着热交换系数的增加,轧制温降也增加,当等效换热系数由20 kW/（m^2·K）增大到60 kW/（m^2·K）时,轧制温降由18.3℃线性递增到38.1℃;随着轧制速度的增加,轧制温降反而减小,轧制温降与轧制速度的关系也不再呈现线性规律,当轧制速度超过2 m/s以后,轧制温降变化逐渐趋于平缓;制订轧制规程时,出炉温度可选择合理范围内的较低值以降低能源损耗;而在正常的工艺停留时间下,可以忽略环境温度变化对轧制温降的影响。     

低温铝诱导形成纳米硅的特性研究

采用玻璃／氢化非晶硅（a—Si：H）以吕结构，在低温（≤350℃）下，应用铝诱导晶化法（AIC），形成了纳米硅（nc-Si）．利用X射线衍射（XRD）光谱、拉曼（Raman）光谱和紫外可见近红外光谱（UVVis—NIR），研究了退火升温时间对a—Si：H薄膜的结构及其光学特性的影响．结果表明，随着退火升温时间的增加，廿Si：H膜的晶化率X。增加而硅晶粒尺寸基本不变，光吸收系数α增加．这主要是由于铝和氢化非晶硅膜之间的氧化层很薄以及退火升温导致Al—Si之间的互扩散增强，使硅的成核密度很高和扩散到a-Si：H膜中的铝浓度较高造成的。     

凝胶体系中温度对草酸钙晶体生长的影响

在凝胶体系中系统研究了温度对CaOxa晶体生长的影响.首先,温度影响CaOxa晶体的晶相组成.随着温度从67℃降低至7℃,COM晶体的质量分数从100%减少至47%,二水草酸钙(COD)晶体质量分数从0增加至53%,COD的质量分数对温度的倒数(1/t)具有线性关系;第二,温度影响CaOxa晶体的形貌.随着温度降低,拉长六边形状的一水草酸钙(COM)晶体逐渐减少,蔷薇花状COM聚集体质量分数增加,而COD晶体则从四方锥形变为十字形晶体;第三,温度影响CaOxa晶体的生长速率.随着温度降低,CaOxa的生长速度减小.     

铝含量和退火温度对锆铝合金组织性能的影响

为丰富空间结构材料种类,扩大Zr合金的应用范围,利用非自耗电弧炉熔炼了Al含量分别为2%,3%和4%（质量分数）的Zr-Al二元合金,在真空管式炉内分别进行750 ℃和800 ℃保温4 h的退火处理,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析合金的微观组织和断口形貌,并进行硬度测定和拉伸试验。结果表明：经750 ℃保温4 h退火处理后,Zr-4Al合金的铸态组织由α-Zr和Zr₂Al转变为α-Zr和塑性更好的Zr₃Al相;在相同热处理条件下,随着Al含量的增加,合金的硬度及抗拉强度升高,延伸率下降;当Al含量相同时,随着热处理温度的升高,合金硬度、抗拉强度及延伸率下降。因此,采用向Zr中添加适量Al元素并辅之热处理的方法,可制备一种新型的Zr-Al合金,为开发新型空间结构材料提供了一种新思路。     

晶化温度对堇青石玻璃陶瓷结构及性能的影响

采用DTA、XRD、SEM以及红外光谱等先进的测试技术,结合样品性能的测试,分析了晶化温度对堇青石玻璃陶瓷结构及性能的影响. 结果表明,样品主晶相为α-堇青石相,随晶化温度的提高,α-堇青石相析出量增加,样品强度增大,热膨胀系数减小,但当温度超过1 000 ℃后,晶化温度对样品结构和性能的影响较小;本实验确定堇青石玻璃陶瓷最佳晶化温度为1 000 ℃;低温下钛离子以四配位状态存在,随晶化温度升高,四配位钛离子消失,主要以镁铝钛酸盐相存在;含钛晶相的析出,促进玻璃系统分相,有利于主晶相的析出.     

侧喷加热铝材退火炉内流场与温度场数值模拟

采用热传导模拟实验研究铝卷层与层之间接触热阻对铝材退火的影响。根据实验结果分析,改变现有径向加热铝材退火炉内循环空气的流动方向,采用轴向对流换热方式,设计侧喷加热铝材退火炉,建立侧喷加热铝材退火炉三维仿真模型。利用CFD软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对侧喷加热铝材退火炉内气体流动和传热问题进行数值模拟研究。研究结果表明:与径向传热方式相比,轴向传热方式退火速度快,铝卷芯部与外部表面之间的温差小;侧喷加热铝材退火炉内气体流动顺畅,对流换热均匀,炉温温差控制在-1～1K,满足退火工艺对炉温均匀性的要求。