用脉冲激光束在n型GaAs上制备欧姆接触

欧姆接触是半导体器件工艺的基本环节之一,制得低而稳定的接触电阻对器件性能的改进有很大意义.n型GaAs欧姆接触合金目前普遍采用以AuGe共晶为基加入不同量的Ni合金,但加热合金化有缩球现象、不均匀性和表面粗糙的缺点,对器件性能带来影响.近年来,不少学者以红宝石脉冲激光器、氩离子连续激光器等进行激光合金化,得到了良好的欧姆接触.     

激光喷丸强化技术在镍铝青铜抗海水空蚀中的应用

镍铝青铜合金构件在海水中发生腐蚀和空蚀,表面形变硬化提高构件抗空蚀性能,激光喷丸强化具有在材料表面预置压应力、相变硬化、改善机械化学性能、提高综合抗海水腐蚀、空蚀的能力和作用。     

激光喷丸强化技术在镍铝青铜抗海水空蚀中的应用

镍铝青铜合金构件在海水中发生腐蚀和空蚀,表面形变硬化提高构件抗空蚀性能,激光喷丸强化具有在材料表面预置压应力、相变硬化、改善机械化学性能、提高综合抗海水腐蚀、空蚀的能力和作用.     

强激光诱导的材料界面不稳定性

在高功率激光器内部激光工作物质和光学元件,窗口镀膜材料的设计中,传能光纤以及制导传感器抗激光致盲材料的设计中,对材料的抗激光性能问题都要有所考虑.大量实验表明,材料表面和界面是较容易损伤的部位.现有的研究大都注重体材料损伤过程的描述上,而对材料界面的激光损伤微观机制的研究甚少.在抗激光材料的设计中,很需要对材料的微观过程有深入的认识.通过对微观过程的分析,引出一些可控制的物理参量,如调制掺杂异质结的调制掺杂浓度.在材料设计中通过调节这些可控制参量,从而使材料能承受某一功率范围的激光辐照.     

光致变色俘精酸酐体系的单光束双光子多层记录特性

针对光致变色吡咯取代俘精酸酐体系薄膜材料,采用掺钛蓝宝石飞秒脉冲激光器以及三维共焦扫描系统,进行了单光束双光子多层记录及其共焦扫描读出实验。结果显示,在fulgide/PMMA薄膜内部,双光子多层记录的纵向宽度小于2μm,记录点的模向尺寸小于1μm。写入激光能量阈值达到0.2μJ。当激光功率小于5mW时,可对双光子多层记录进行多次 读出。对比结果显示,荧光共焦扫描读出方法优于反射共焦扫描读出方法。     

B,Zr和Si对FeAl合金微观缺陷的影响

B2型结构的长程有序金属间化合物FeAl具有良好的高温强度,优异的抗氧化性能、低密度和成本低等特点,而被公认为极有发展前途的结构材料.但FeAl合金的室温脆性是工程材料应用的主要障碍.铝含量大于40(at%)的FeAl合金室温下为沿晶断裂.FeAl合金不但晶界弱,而且晶内键合力也差,造成低的解理强度.例如Fe-36.5Al在室温下就表现为脆性穿晶解理破坏.合金化法是改善FeAl合金力学性能的重要途径.本文通过测量二元FeAl,     

应用飞秒激光在NiTi合金表面制备多孔微结构

通过恒速移动线偏振飞秒激光焦点在镍-钛(NiTi)合金表面制备出了多孔微结构. 实验结果表明, 通过逐步改变入射的激光能量, 在样品表面可以形成羽毛状条纹和簇状多孔等多种不同的新颖微结构. 当激光能量为400 μJ时, 实验观测到了规则空间排列的多孔微细结构. X射线衍射(XRD)分析表明, 样品经不同能量的飞秒激光加工后, 样品表面仍然可以保持其原始的晶体结构, 但表面晶粒已明显被细化. X射线光电子能谱(XPS)显示, 飞秒激光处理后样品表面的Ni/Ti比值也发生了显著变化, 且Ni的氧化明显. 当激光能量为400 μJ时, 加工表面的成分被证实主要由二氧化钛和少量被氧化的Ni组成.     

一种在表面形成Al2O3膜的新型耐热奥氏体不锈钢

一类以在材料表面形成Al2O3膜的奥氏体不锈钢（AFA）的开发正如火如荼地在全球展开。这类合金与传统的、在其表面形成Cr2O3膜的不锈钢相比，在不牺牲其成本、蠕变抗力和可焊性等其它性能的同时具有更高的使用温度和更好的耐环境侵蚀能力。作者简要介绍了该合金的开发方法和其抗氧化和蠕变抗力方面的数据。     

Fe对NiAl合金中缺陷电子密度的影响

NiAl合金具有许多优异的物理性能:它的密度低,仅为5.86g/cm~3;它的熔点高达1640℃;它有高的热传导性,是Ni基高温合金的4～8倍;它还具有良好的抗氧化性能.由于NiAl合金具有这些优点,使得它可望成为新一代高温结构材料但单晶和多晶NiAl合金在室温下很脆,这阻碍了它的现时应用Geoyge等人研究了微量B,C,Be对NiAl合金的断裂和晶界化学的影响,结果表明,用B,C,Be对NiAl合金微合金化,没有达到提高合金塑性的目的.而Rachinger等人的实验结果表明,用Cr,Co,Fe,Mn等元素对NiAl合金化能使NiAl有序能减小.Fe含量较高的Ni-20AI-30Fe经挤压后,其室温塑性延伸率达8%目前还没弄清这些合金元素影响NiAl合金力学性能的微观机制.本文通过测量NiAl,Ni_(48)Al_(45)Fe_7和Ni_(50)A1_(20)Fe_(30)的正电子寿命谱,揭示NiAl合金室温脆性的本质.研究Fe对NiAl合金缺陷电子密度的影响.     

Al3Ti-Mn-Nb合金的无序化转变和重有序化

Al_3Ti合金具有密度低(3.4g/cm~3),熔点较高(～1613K),热强性和抗高温氧化性好等特性而引人注目,有望成为新的高温结构材料.当量化学配比的Al_3Ti合金具有四方有序DO_(22)结构,用Fe,Mh,Cr,Ni等元素替代合金中一定量的Al,可将DO_(22)结构转变成对称性高的立方有序Ll_2结构,在Al_3Ti-8Mn单相合金的基础上通过第四组元Nb的进一步合金化,在其Ll_2基体上形成了富Nb的DO_(22)第二相.经熔体急冷后,Al_3Ti-Mn-Nb合金的基体仍然保持Ll_2结构.本文研究了高能球磨过程中Al_3Ti-Mn-Nb四元合金的有序-无序转变,并对球磨后退火时发生的重有序化过程进行了实验分析.     

飞秒激光诱导周期性表面结构及其应用

近年来,飞秒激光微纳加工技术引起了科学界的广泛关注.飞秒激光脉冲凭借其超短脉宽及超强的瞬时功率,较传统的激光加工有着明显的优势:几乎可以加工任何材料,非接触加工,非热加工,加工精度高,能够加工亚微米级结构和三维复杂结构,加工过程耗能低.飞秒激光加工材料的过程中会产生周期性的表面结构,这些表面结构会对材料的表面性能产生明显的影响,并且在国防、医疗、高端制造等多个领域具有巨大的应用潜力.因此,国内外研究人员对飞秒激光诱导周期性表面结构进行了系统深入的理论研究和实验研究.本文简要阐述了飞秒激光的基本特点及飞秒激光微纳加工的独特优势,对近年来关于飞秒激光诱导周期性表面结构(laser induced periodic surface structure,LIPSS)的理论与实验研究进行了综述,并阐述了这种周期性表面结构对材料表面浸润特性、光学特性以及表面拉曼增强的影响和研究进展,最后对LIPSS未来的研究方向进行了预测和展望.     

双等离子体微弧沉积ZrO2和ZrO2-Y2O3陶瓷涂层

研究了在纳米陶瓷粒子－水混合液中采用双脉冲等离子体微弧方法获得了ZrO2和ZrO2-Y2O3陶瓷涂层的新技术。所获涂层表面均匀,与基体结合力好。进行了涂层表面形貌及其物相分析。实验结果证明沉积ZrO2 t ZrO2-Y2O3陶瓷涂层后,提高了基体合金的抗高温氧化性能。     

镍基非晶态合金超细微粒催化剂的表面状态和催化性能

近年来,采用化学还原方法已制备出多种成分的过渡金属(Fe,Co,Ni)一类金属(B,P)非晶态合金超细微粒.这类材料由于兼具非晶合金和超细微粒的特点,可望成为一种新型催化剂材料.目前在非晶态合金超细微粒的制备和基本物性的研究方面已取得重大进展,但对其催化性能的研究还很少.本工作用化学还原方法制得镍基非晶态合金超细微粒,应用TEM,XRD,XPS,表面积测试和乙烯加氢反应评价等物理化学手段研究了B,P的加入对镍基非晶态合金超细微粒表面状态和催化性能的影响,以揭示类金属B,P的作用,为深入研究非晶态合金超细微粒表面结构与催化性能之间的关系提供基本信息.     

激光引起金属靶层裂的实验研究

激光引起金属靶的层裂,目前国外只有少量文献有报道,并主要集中在铝、铜材料。由于脉冲强激光能产生10~7s~(-1)以上的超高应变率,它为在实验室内研究这样极端条件下的材料的断裂行为和机理,提供了几乎唯一的加载手段。本文简要报道我们在中国科技大学“华光”10~(10)W钕玻璃激光器上所做的铝和铁靶层裂实验的初步结果。这是我国首次利用强激光装置实现金属层裂的尝试,为强激光破坏效应的研究提供了现实的前景。     

非晶合金Fe_(50)B_(50)的康普顿轮廓

机械合金化法是制备非晶合金粉末的有效途径之一,机械合金化过程中,将两种组元混合,通过长时间的球磨使两种原子间发生电荷转移,即合金效应,最后形成合金.康普顿轮廓对原子外层电子较敏感,能够提供合金效应方面的信息.据此,我们研究了机械合金化法制备的非金合金Fe_(50)B_(50)康普顿轮廓.     

镧系元素性质递变的双峰效应

当前,我国极为丰富的稀土资源正在迅速开发。随着稀土材料在激光、超导、发光、磁性、半导体、合金和原子能等新技术方面应用的蓬勃发展,总结和归纳镧系元素及其化合物性能、结构规律性的研究显得日益重要。     

选区激光熔化(FeCoNi)86Al7Ti7高熵合金腐蚀性能研究

 选区激光熔化技术(SLM)制备的(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金，经780 ℃退火处理后，深入分析打印态和退火态合金在 0.5mol/L H₂SO₄溶液中的电化学腐蚀性能。通过电化学工作站测试高熵合金的开路电位、交流阻抗与极化曲线，发现退火态(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金自腐蚀电位更高，自腐蚀电流密度更低，容抗弧直径更大，阻抗值更高，以及电荷转移电阻更大。X射线光电子能谱(XPS)，分析腐蚀表面钝化膜的成分及含量表明，退火态高熵合金腐蚀表面氧化物的种类更丰富，含量更高，更易形成稳定的钝化膜。结果表明，780 ℃退火处理能显著改善(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金的耐腐蚀性能。     

聚丙烯釜内合金研究的机遇、挑战与对策

以催化合金化(Catalloy)为代表的反应器颗粒技术(RGT)的开发和应用使从反应器内直接合成宽范围的聚丙烯釜内合金(聚丙烯多相共聚物)成为现实, 极大地拓宽了聚丙烯的性能范围, 为其更广阔的应用奠定了基础. 目前, 中国汽车工业的高速发展为聚丙烯釜内合金研究提供了前所未有的机遇, 聚丙烯在汽车塑料中的大范围应用符合汽车材料轻量化和可回收化的发展要求. 然而, 中国聚丙烯釜内合金的基础和工程化研究均处于起步阶段, 能否成功突破国外专利技术封锁、获得自主创新的聚丙烯釜内合金技术, 面临极大挑战. 通过制备高孔隙率氯化镁(MgCl2)负载齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)/茂金属复合催化剂, 我们提出了全新概念的聚丙烯釜内合金化学方法; 通过调控催化剂形态与组成、控制聚合反应和优化聚合工艺, 开发了具有自主知识产权的聚丙烯釜内合金的关键技术.     

2091铝锂合金的动态再结晶诱发超塑性

由于超塑性预处理工艺繁杂,人们一直努力简化超塑性预处理工艺。1986年Ghosh预言动态再结晶能使粗晶粒合金呈现出超塑性。根据这一观点,Chokshi做了一个有意义的试验:将经过超塑性预处理的Al-2.6％Cu-2.4％Li-0.2％Zr合金进行再结晶退火,使其表面形成一层深度约50μm的粗晶粒层。然后进行超塑性变形,发现粗晶层对超塑性性能并无影响,粗晶层在变形过程中被细化。根据Ghosh的观点和Chokshi的实验事实,作者直     

激光熔覆再制造零件中超声传播及缺陷检测数值模拟

激光熔覆再制造零件在具备优良性能的同时,其弹性性能呈现出声学各向异性,为声学检测带来困难,深入研究各向异性激光熔覆层及基体材料中超声波的传播特性,可以为这类再制造零件的超声无损评价提供重要的理论依据.本文建立了激光熔覆再制造零件中超声传播及缺陷检测数学模型,通过计算获得了Fe314激光熔覆再制造涂层、45钢基体两层介质中超声波探头辐射声场的分布特征.研究结果表明:材料的各向异性对入射声场的影响程度与材料的慢度值有关,声束的偏转方向由慢度面的法矢量决定,声束的聚焦、散焦行为由慢度面的曲率决定.应用建立的模型模拟了激光熔覆再制造零件中横通孔、裂纹缺陷的回波信号.比较了数值模拟与实验测量结果,二者的幅值和相位都具有很好的一致性,有效验证了本文所建立的超声检测数学模型的正确性.