破解非晶结构之谜:连接非晶态和晶态的中程序结构单元

非晶态结构本质一直是凝聚态物理和材料科学中最有趣和最基本的问题之一。非晶合金因其简单的金属键结合及密堆积结构而成为研究非晶物理的理想材料模型。研究发现,非晶中存在着不同尺度的局域有序结构,其中5~20埃米尺度范围对应中程序。近来研究揭示其在非晶合金的相变和形变过程中发挥了越来越关键的作用。现有的理论或者实验结果难以确定非晶态材料与其对应的晶态材料间是否存在中程或更大尺度范围的结构联系,同时现有的表征手段难以精确解析其短程到中程尺度有序结构,导致中程序结构解析问题十分复杂。最近在经典大块非晶合金体系钯-镍-磷中通过对一种独特的亚稳立方中间相进行解析,发现了一种桥接非晶态与晶态的手性中程序结构基元六元三帽三棱柱(6M-TTP)。该结构的短程序团簇以一种奇特的手性结构构成约12.5埃米的中程序结构基元,其在铸态为长程无序堆积,而在一定温度可以转变成有序堆积的亚稳立方相。中程序结构的捕获和解析为揭示非晶态结构本质提供了新的结构模型,并且对非晶合金亚稳态中间相的析出动力学规律提出了新的解释。这些发现将有助于阐明非晶合金在中程序以及更大尺度上的结构排列,为解析非晶态的结构本质提供新的思路。

导电银浆添加用纳米晶/非晶复合铜锆银粉的惰性气体冷凝法制备

导电银浆是一种重要的电子材料,可以提高电子器件的连接和传输效率,广泛应用于太阳能和电子工业领域。目前导电银浆的制作流程繁琐,通常使用纳米银等成本较高的填料以保证良好的导电性。本研究采用惰性气体冷凝(inert gas condensation, IGC)法制备了纳米晶/非晶复合铜锆银(Cu-Zr-Ag)粉,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等方式对其微观结构和形貌进行了表征,并将其作为导电填料制备了导电银浆,测量了含有不同复合Cu-Zr-Ag粉添加量的导电银浆高温烧结后样品的导电性。结果表明:通过IGC法制备的纳米晶/非晶复合Cu-Zr-Ag粉尺寸分布均匀,平均尺寸约为35 nm;纳米晶/非晶复合Cu-Zr-Ag粉添加量为0.5%~1.5%的导电银浆导电性得到优化,其中,纳米粉的添加量为1%时,方阻最低,达到5.63 mΩ/□。

具有异常放热现象的Fe-Nb-B-Y非晶合金燃烧机理

通过同步辐射原位高能X射线衍射,结合差式扫描量热、热重分析、X射线光电子能谱等检测手段,对具有异常放热现象的铁基非晶合金条带的燃烧机理进行了系统研究。结果表明,相比不具有异常放热现象、无法自蔓延燃烧的Fe-Nb-B-Y非晶合金成分,具有异常放热现象的(Fe_(0.72)B_(0.24)Nb_(0.04))_(95.5)Y_(4.5)非晶条带由于快速晶化放热过程的催化,能够实现低着火点及自蔓延燃烧。与液-液相变相关联的异常放热现象诱导了升温过程中的快速晶化,并导致高温下的多步氧化反应。同时液-液相变导致高温氧化阶段的激活能降低,从而降低反应能垒,促进高温下的氧化反应。研究表明异常放热现象及其关联的液-液相变对铁基非晶合金的燃烧有"诱导活化"作用。