扩散界面场变量模型模拟晶粒长大过程

采用扩散界面场变量模型模拟二维晶粒长大的动力学过程,利用该模型可以避免常规方法中由于格点离散化带来的晶粒长大各向异性,并通过建立晶界能与梯度能量系数间的关系模拟得到了异常晶粒长大过程的微观组织演化图.模拟结果得出的晶粒形态、动力学和拓扑学结构特征等与已有的实验结果和理论分析一致.

HCP晶体中溶质原子异常快速扩散现象的机制

根据本文提出的置换溶质原子－空位复合体扩散的机制，估算了ＨＣＰ晶体中某些具有异常快速扩散现象的溶质原子的扩散系数，结果表明复合体扩散机制可以很好地解释此现象。

表面处理层疲劳损伤过程的数值跟踪研究

用系统分析的方法定义疲劳损伤参数,通过三点弯曲疲劳试验,结合扫描电镜等观测手段,定量跟踪了三种表面处理镀层在循环载荷作用下疲劳损伤的产生与发展过程。试验结果表明:在循环加载过程中,因基体材料产生表面滑移塑性变形,三种表面处理镀层都以不断开裂的损伤方式发展。磷化膜层表现为在比较长的循环周期里产生连续的疲劳损伤过程;晶化镍磷化学镀层和铁镍磷合金电镀层则在较短的循环周期里大规模开裂,磷化膜在疲劳损伤过程中呈现出一定的韧性。试验结果还显示:三种表面处理层都是在循环载荷作用到一定的循环周数才开始开裂,说明表面处理层都有一定的疲劳强度。

四元扩散偶技术及其在相图研究中的应用（1）测定相图的四元扩散偶方法

制备了新构思的Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ四元扩散偶试样，用光学显微镜和电子探针仪研究了四元扩散偶试样中形成的各平衡相区与相图中相关系的对应原则，测定了各组元在扩散后达相界局部平衡时各相的化学成分。结果表明：在一个Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ四元扩散偶试样上，可同时测定Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ和Ｍｏ－Ｎｉ－Ｃｏ两个三元系在平衡温度下的等温截面。

四元扩散偶技术及其在相图研究中的应用（Ⅱ）Mo－Fe－Ni和Mo－Ni－Co三元系在1200℃时的相平衡

采用一个Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ四元扩散偶试样，测定了Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ和Ｍｏ－Ｎｉ－Ｃｏ在１２００℃时的两个三元系等温截面；并借助金相显微镜、扫描电镜能谱仪以及电子探针，确定了Ｍｏ－Ｆｅ－Ｎｉ三元系在１２００℃时三元合金中三元化合物Ｐ相的存在。该系统中存在ｂｃｃ（Ｍｏ）、μ－Ｆｅ７Ｍｏ６、δ－ＭｏＮｉ、ｂｃｃ（Ｆｅ）、ｆｃｃ和Ｐ六个单相区；在Ｍｏ－Ｎｉ－Ｃｏ三元系中存在ｂｃｃ（Ｍｏ）、δ－ＭｏＮｉ、μ－Ｃｏ７Ｍｏ６和ｆｃｃ四个单相区。

硼向奥氏晶界的扩散机制

通过解变温扩散方程 ,导出了硼在非平衡晶界偏聚的理论公式 ,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系 ,理论预言与实验结果能较好地吻合 .

过饱和温度和降温速率对BBO晶体浓度边界层厚度的影响

浓度边界层是晶体生长过程中分析界面输运现象的重要元素。我们从实验角度研究了扩散机制下的BaB2 O4 单晶生长中过饱和温度和降温速率对浓度边界层厚度的影响。过饱和温度和浓度边界层厚度之间为抛物线关系 ,降温速率和浓度边界层厚度变化率之间为线性关系。

LiNbO_3晶片Sr^(2+)扩散的实验研究

对LN晶片进行了Sr2+扩散的实验研究,研究表明,LN晶体的Sr2+扩散宜选择LNLi:SrO=80:20的陶瓷粉为扩散源,于950℃下扩散25h。Sr2+扩散主要是通过缺陷进行的,扩散系数较大,扩散活化能较小,可在较低的温度下进行,扩散最大量为8.07％,且Sr2+扩散杂质分布较Sr2+掺杂杂质分布均匀。

静态定向结晶过程中双扩散对流的数值与实验研究

研究了静态定向结晶过程中的双扩散对流现象.引用激光扫频测速方法测量流场的速度分布;在对Bennon和Incropera的混合物连续统模型进行分析后,提出了过程的数学模型,并用SIMPLER法作了计算.计算与实验结果表明,两者在流场启动时间、流型基本结构、流速大小等方面吻合良好,但在流场发展变化及流型微结构上尚存在一些差别,本文对此作出了分析.研究表明,对于底部冷却的静态定向结晶过程,两相区低温稀溶液层的存在是形成双扩散对流的原因;双扩散对流的形成与发展造成液相区速度、温度和浓度呈盐指型分布,并促使两相区形成孔道流.

脉冲激光诱导Zn/InP掺杂过程中温度分布的数值计算

脉冲激光诱导InP的Zn掺杂过程中,金属-半导体分界面附近的温度是影响掺杂浓度和掺杂深度的一个重要因素.确定材料的温度分布有利于合理选择激光功率、辐照时间等工艺参数使表面或界面达到预期的温度.本文分析了脉冲激光诱导InP掺杂Zn的过程,利用数值计算的方法,计算了在简化一维模型下激光辐照过程中材料的温度场分布,得到了材料表面温度、金属-半导体分界面温度与激光脉冲宽度的关系,两者都近似呈线性关系,表面温度和分界面温度相差不大,这与解析方法得到的结果基本相同.研究表明,通过数值方法给出材料中温度场分布情况,可以直接在普通的PC机上计算任意给定时刻材料表面温度和金属-半导体分界面的温度.

Nd:YAG连续激光诱导下InP的Zn掺杂

Nd:YAG连续激光辐照在表面蒸有Zn薄膜的n-InP片上,用激光诱导的方法实现Zn在InP中掺杂。形成PN结。用电化学C-V方法和扫描电子显微镜对辐照后的样品进行分析研究,给出激光辐照功率、辐照时间等工艺参数对结深、浓度分布影响.在n-InP片表面得到受主浓度分布均匀、高掺杂（～1019cm-3）、浅结（～1μm）的P-InP。初步分析其掺杂机理是激光诱导下所形成的合金结过程。

PDC材料烧结过程中钴在金刚石层中的扩散熔渗迁移机制

讨论了PDC材料烧结过程中钴在金刚石层中的固相扩散、钴液熔渗、两次钴高浓度峰的"波浪"式迁移过程中的运动规律及其作用机制,并根据实验观测的数据进行了有关计算。结果表明:在5.8GPa、1300℃条件下,钴的扩散系数D≈1.6×10-7cm2/s,是一般常压及相同温度条件下钴固相扩散系数(3×10-10cm2/s)和相同压力条件下钴的液相扩散系数(5×10-5cm2/s)的中间值;对于粒度W≥10μm的金刚石烧结体系,钴液熔渗作用时间非常短暂,略大于0.5s,而对于W≤1μm的超细金刚石烧结体系而言,钴熔渗作用时间为28s,比粒度W≥10μm的金刚石烧结要长得多;两次钴高浓度峰的迁移速度分别约为50μm/s和100μm/s。

基于分子动力学的纳米铜-镍扩散焊接模拟研究

采用分子动力学方法研究了纳米铜-镍异质金属之间的高温扩散过程,并对退火后得到的扩散模型进行拉伸模拟。结果表明:在相同升温、加压和退火条件下,保温时间越长,扩散模型的过渡层厚度越大,拉伸强度越小;当保温时间为600 ps,扩散模型的拉伸强度为11.62 GPa,达到理想接触铜-镍模型拉伸强度的76%。

非对称扩散工艺制备近化学计量比钽酸锂晶体的研究

利用气相平衡输运法制备的近化学计量比钽酸锂晶体质量好,制备工艺简单,但受固体扩散速率低的影响,该方法较难制备大厚度晶体。本文基于钽酸锂晶体的扩散机制,采用待扩散晶片一侧为富锂气氛,另一侧为同成分气氛的非对称扩散工艺,对钽酸锂晶体进行了扩散处理,并对组分和畴反转电场进行表征。结果表明,非对称扩散工艺为反位钽离子的扩散提供了通道,提高了晶体中反位钽离子和锂离子的扩散速率,有利于制备大厚度近化学计量比钽酸锂晶体。

纳米铜团簇扩散性质研究

本文通过分子动力学模拟研究了纳米铜团簇的自扩散性质,结果表明Nc8949铜团簇自扩散系数随温度的升高而增大,在温度为1 000 K时纳米铜团簇的扩散系数随团簇半径的倒数基本呈线性增加。同时指出在常温下团簇几乎无扩散行为,而某些文献中关于常温下晶粒扩散分子动力学模拟结果是模拟体系宏观转动造成的虚假现象。

1keV Ar离子辐照对预脱碳45#钢中碳扩散行为的影响

将45#钢在850oC的H2+H2O中保温2h,预制厚度为200μm的柱状晶脱碳层。在1keV0.4mA/cm2的Ar+辐照条件下,研究了850°C碳的扩散行为。横截面金相组织显示,在双相区温度下保温扩散,碳优先沿晶界向表面迁移,并导致铁素体和奥氏体相界面的移动。对比存在离子辐照时和单纯热扩散时碳的扩散动力学,发现存在离子辐照时,碳向表面迁移的速率降低。这种长程影响扩散的效应无法用现有理论解释,应与非线性效应有关。

二相扩散过程的运动边界问题

二相扩散的运动边界问题是一种二维运动边界问题引进变换ｘ＝Ｘ－Ｕｔ后，运动边界问题转化为固定边界问题，其中运动边界效应转化为一种分布源利用Ｌａｐｌａｃｅ变换得到了这个问题的分析解其结果表明，边界运动加快了系统向均衡状态过渡，这种影响呈指数形式，因而是很强的；运动边界效应与固定边界效应是耦合在一起的；运动边界效应呈历史相关性；

氢化锂中氢行为的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,对氢化锂中间隙氢离子的形成以及迁移行为进行了研究,结果表明间隙氢离子沿[1 1 1]方向迁移势垒最小,迁移到最近邻间隙和次近邻间隙时由其近邻氢离子主导的可能性更大,室温下间隙氢离子可自发迁移到最近邻间隙和第三近邻间隙.氢离子迁移到次近邻间隙和第四近邻间隙形成Frenkel缺陷的可能性最大,是形成Frenkel缺陷最可能的两个位置.

TiC陶瓷中H原子扩散行为第一性原理计算研究

采用第一性原理计算方法研究了H原子在立方TiC晶格中的结构稳定性及扩散行为。结果表明:H原子在TiC晶格中的最稳定位点位于Ti/C六面体中靠近C原子的C-H(C-HS)位置,H被C原子捕获而形成C-H键,键长1.15A(1A=0.1 nm),零点修正(ZPE)后形成能为1.58 eV;其次是Ti/C六面体中心位置(CS),H原子主要与Ti原子成键,ZPE修正后的形成能为1.75 eV。采用CI-NEB方法计算预测了TiC晶格中H间隙原子的最优扩散路径,即先在Ti/C六面体内沿(110)晶面进行"跳跃"扩散,扩散势垒为0.47 eV;然后以C原子为中心,沿(100)晶面进行两次"旋转"扩散穿越Ti/C原子面,扩散势垒为0.28 eV。

单晶硅浓硼掺杂悬臂梁中残余应力的研究

单晶硅高浓度硼掺杂会导致晶格失配,从而引起一定的残余应力。为了估算残余应力的大小,研究了浓硼掺杂悬臂梁的形变曲线;分析了形变曲线与悬臂梁尺寸的关系,其中,悬臂梁长度对形变曲线无影响,而宽度越小,形变曲线越陡。通过对变形曲线的拟合,把形变曲线等效成为弯曲外力偶矩下的形变,从而估算出等效的残余应力大小,约为1×107Pa。