纳米压痕法表征BNT薄膜的压电性能

利用有限元方法模拟了BNT薄膜/基底体系的纳米压痕过程,分析讨论了BNT薄膜的压电参数对加载的最大压痕载荷、加载曲线指数的影响,用量纲分析结合有限元方法建立了压痕的加载参数和BNT薄膜的压电参数的无量纲关系.     

韧性薄膜/韧性基底体系弹性模量表征的新方法

使用有限元方法(FEM)分析了应变硬化的韧性薄膜/基底体系的锥形压痕过程.通过改变压入深度与薄膜厚度比,从0.01变化到0.85,得到了不同膜/基体系的力学响应,从而建立了压入深度、薄膜厚度和薄膜/基底弹性模量之间的无量纲关系.选取镍薄膜/低碳钢基底进行了纳米压痕试验,根据得到的无量纲关系,计算出了镍膜的弹性模量.同时与Sakai方法[1]得到的结果进行了比较,发现两者之间很吻合,证明该方法切实可行.     

有限元法结合压痕法估算BNKT薄膜的压电应力常数

考虑基底效应的影响,将压电应变系数与压电应力常数的关系式作为补充方程,通过有限元法结合纳米压痕法估算了横观各向同性0.85Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-0.15K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(BNKT)薄膜的压电应力常数.在正向分析中,通过无量纲分析和有限元模拟,得到最大压痕荷载、加载曲线指数与BNKT薄膜压电应力常数之间的无量纲方程.在反向分析中,利用纳米压痕实验得到沉积在硅基底上BNKT薄膜的压痕曲线,将实验数曲线中的最大压痕荷载和加载曲线指数代入正向分析建立的无量纲方程,联立补充方程进行求解,得到多组不同误差下的解,取误差最小时相应的解e_(15)=0.28 C/m~2,e_(31)=7.72 C/m~2,e_(33)=18.26C/m~2为BNKT薄膜的压电应力常数.     

电沉积镍薄膜材料的压痕尺度效应研究

用纳米压痕法对厚度为3 μm的电沉积镍薄膜材料进行了压痕测试,结果表明：不同的压痕深度下所测得的材料硬度值不同,随着压痕深度的减小,硬度值逐渐增大,呈现出明显的尺度效应现象.根据NixGao模型,可以得到电沉积镍薄膜材料的真实硬度值约为6.2 GPa.     

初始形状对石墨烯基底上的铂金属纳米薄膜动力学演化过程影响的研究

金属薄膜在基底上的快速熔解成核,广泛应用于镀膜工艺、涂料、表面吸附以及自清洁材料方面.该文通过分子动力学的研究方法,模拟了不同形状的Pt金属薄膜在石墨烯基底上的分子动力学演化过程.探讨了形貌、厚度、温度等因素对金属Pt薄膜成核过程与液滴脱离基底时速度的影响.这对纳秒激光照射基底薄膜表面热解实验有理论指导意义.     

含裂纹射孔套管临界开裂内压研究

用ansys软件对含裂纹射孔套管进行力学分析,研究了相同内压下应力强度因子的变化以及不同裂纹长度下套管可抵抗的极限内压,为现场选择射孔套管和设计泵压提供了依据。结果表明含裂纹射孔套管的最大应力集中出现在裂纹尖端处,裂纹削弱了套管的强度,在内压的作用下有沿轴向扩张的趋势。临界开裂内压值随L/r值的增加而减小;短裂纹区(L/r<4),临界开裂内压力随L/r的变化比较迅速,即裂纹长度的增加对套管的强度影响比较大;长裂纹区(4相似文献   

基于GMTS准则的T应力对岩石断裂韧性影响研究

为检验和提高最大周向应力准则对线弹性材料复合型裂纹扩展预测的精确性,考虑T应力在脆性断裂中的作用,建立了广义最大周向应力准则。广义最大周向应力准则描述了变量Ⅰ型和Ⅱ型断裂应力强度因子、断裂韧性K_Ⅰ和K_Ⅱ、平行裂纹的应力分量T应力以及临界裂纹扩展区半径对裂纹断裂强度在应力强度因子空间分布特征的影响。T应力的加入使裂纹尖端应力场解析式对裂纹尖端应力分布的描述更加精确,因而提高了对裂纹扩展特征的预测精度。研究结果表明:T应力对断裂韧度预测结果影响显著,特别是在Ⅱ型断裂占主导地位时,影响更大;随着围压的增大,不同裂纹扩展区半径材料的断裂强度在应力强度因子空间内的分布特征逐渐趋于一致,且Ⅱ型断裂在复合型断裂所占的比例逐渐减小。脆性材料裂纹扩展受到裂纹尖端奇异应力K及常数项T应力的共同控制,考虑裂纹尖端Williams级数解高阶项的影响提高了对裂纹断裂韧度预测的精度。     

用纳米压痕法测量电沉积镍镀层的力学性能

随着科学技术的发展和薄膜材料的广泛应用,对于薄膜材料的性能的研究已经越来越引起人们的重视,尤其是其力学性能.因此,着重对电沉积镍涂层中的力学性能如硬度和杨氏模量等进行了研究.首先介绍了用纳米压痕的方法测量薄膜的硬度与杨氏模量的原理和方法,然后对电沉积后未经处理、经真空热处理和激光处理的样品进行了载荷-深度曲线的测试.结果表明,经过真空热处理的样品硬度明显减小,而经激光处理后的样品的硬度比未经处理的样品要高. 同时,对于同一样品,加不同的载荷导致压痕深度不同,随着压痕深度的增加其测得的硬度值和杨氏模量值都会有明显的下降.     

电沉积条件对ITO/TiO2/CdS薄膜光电性能的影响

采用电沉积方法,以ITO/TiO2薄膜为基底,在水体系中成功制备出ITO/TiO2/CdS复合半导体薄膜,通过光电流作用谱考查了该薄膜电极的光电性能。实验表明,电镀液的组成、实验温度可影响薄膜中CdS纳米粒子的生长,从而使不同条件获得的复合薄膜电极的光电转换效率不同,实验温度为40℃、电镀液的组成为CCd2 =0.02 mo.lL-1,CS2O23-=0.10 mo.lL-1,pH=2.0条件下沉积所得的ITO/TiO2/CdS薄膜电极,在400 nm~500 nm波长范围内具有较强的光吸收,也有较高的光电转换效率。     

离子束动态混合氮化钛薄膜生长及其组分和结构分析

用电子束蒸发沉积钛和40keV氮离子束轰击同时进行的动态混合方法制备了氮化钛薄膜.RBS组分分析结果表明,离子束动态混合制备的氮化钛薄膜中的氧含量比不用离子束轰击的显著减少,薄膜的组分与离子原子到达比关系不大,主要受长膜过程中吸附效应的影响.随着蒸发沉积速率的提高,膜中氮含量下降,提高样品温度可获得同样效果.采用TEM和XRD对薄膜的结构进行分析测定,发现离子束动态混合制备的氮化钛薄膜主要由面心立方结构的TiN相构成,晶体取向随离子原子到达比(N/Ti)的增加,由<111>择优取向变到无择优的随机取向,然后再转变到<200>择优取向,合成的氮化钛薄膜具有良好的抗磨损性能,划痕试验表明薄膜与基体间结合力极强,临界载荷达10-15kg.     

大面积HFCVD系统衬底温度场建模与分析

以大面积HFCVD系统为研究对象,应用传热学理论建立了衬底温度场模型.根据金刚石成膜过程中对衬底温度大小及均匀性的工艺要求,对影响衬底温度场的参数进行了优化设计.最后,应用灵敏度法综合分析了各参数对衬底温度场的影响程度.     

润滑油边界膜临界温度性能评价方法的研究

分析了润滑油边界润滑的失效机理；提出了采用临界温度作为润滑油边界润滑性能评价指标的新思想，开展了边界润滑膜临界温度试验机和试验方法的研究。通过在不同温度点上对润滑油进行摩擦学试验来评价润滑油边界膜的温度特性；试验结果表明：采用临界温度试验方法对于各种润滑油的边界润滑性能有好的分辨性，试验结果与实际结果之间有好的一至性；在评价润滑油添加剂的作用效果时，临界温度法能够清晰地反出添加剂发生作用的温度区间、以及添加剂的协同作用规律；因此，对于评价润滑油的边界润滑性能，临界温度法比临界载荷和临界速度法更合理和更具优越性；此项研究的推广和使用对于润滑油和添加剂的研制与开发，具有重要的实际意义。     

渗硼铁衬底上利用热丝辅助r.f等离子体CVD法生长C-BN薄膜

本文利用热丝辅助射频等离子体CVD法在渗硼铁样品上成功地生长了c—BN薄膜。薄膜的维氏硬度高达4500Kg/mm~2,c—BN膜与Fe衬底的附着力也令人满意。本文还给出了x射线衍射及红外吸收谱测试结果。     

压痕法测量Zr基非晶压力敏感因子

采用压痕法研究了两种Zr基非晶依横于压力屈服行为,非晶的压力敏感因子可以通过对剪切带之间的夹角(2θ)测量得到.纳米压痕P-h曲线也表现出相似的结果,随着压力敏感因子而改变,这个结果与有限元模拟压痕测量的结果非常一致.剪切带之间的夹角(2θ)和纳米压痕P-h曲线都显著的依赖压力敏感因子改变而变化,这说明非晶是一种依赖于压力屈服行为.压痕实验结果依赖压力敏感因子变化行为进一步说明可以采用压痕法测量非晶压力敏感因子.     

缓凝剂对半水磷石膏凝结硬化性能的影响

本文研究了缓凝外加剂对半水磷石膏凝结时间和力学性能的影响，并对半水磷石膏的凝结硬化及缓凝机理进行了探讨。     

T8A钢薄层硬化处理及其组织性能

本文探讨了T8A钢整体加热薄层硬化处理工艺,及硬化层深度对多冲接触疲劳抗力、常规机械性能的影响。结果表明,薄层硬化的T8A钢,硬化层深度与多冲下凹值存在谷值关系,且硬化层深度对多冲接触疲劳抗力有明显的影响。     

砷化镓上等离子体阳极氧化膜的红外吸收光谱

GaAs的等离子体氧化在国内外已有报道.该薄膜的表面态密度约为10¹¹/cm²·eV量级,击穿场强大于10⁶V/cm.可用于MOSFET器件、半导体激光器和发光二极管的钝化膜,选择性(锌)扩散的掩蔽膜^[6,7].本文报道GaAs上等离子体阳极氧化(OPA)膜的红外吸收光谱以及该氧化膜在一定波段内对GaAs衬底的增透作用。     

强脉冲电子束引发气相沉积过程的研究

近年来,随着等离子体技术的迅速发展,等离子体化学气相沉积在微电子、超导、光纤通讯等新技术领域里被广泛用于材料表面改性,制备各种具有特殊性能的薄膜等.作者在这方面作了一些有意义的工作.本文将介绍一种类似于激光产生化学气相沉积的新手段,即在低压气体环境中,利用强脉冲电子束轰击靶物质,在衬底表面生成固体薄膜的实验结果,以及用AES,ESCA.电子显微镜等分析手段观察,探讨样品表面的化学组成和结构变化.     

一个新的半无限Ising模型在横场中的性质

本文应用具有关联有效场理论,研究了一个新的横场半无限Ising系统。该系统由一个超薄磁性膜和一个不同磁性的半无限基构成,界面耦合可以是铁磁的或者是反铁磁的。磁化和相图的数值结果表明了许多有趣的性质。     

金刚石膜的内应力研究

采用微波PCVD方法在单晶硅片上制备出了金刚石膜．利用拉曼光谱和X射线射三行射（XRD）研究了不同甲烷浓度对在硅基底上沉积金刚石膜的内应力的影响，同时用XRD研究，抛光对于自支撑金刚石膜的宏观应变和微观应变的影响．