Al-AlN太阳能选择性吸收涂层的中频溅射工艺研究

探讨了AlN膜和渐变Al-AlN选择性吸收涂层的中频溅射技术,结果表明:增大铝靶电流或减小氩气流量有助于改善AlN反应溅射的工艺稳定性;随着氮气流量的增加,AlN膜的N/Al原子比增大,减小氩气流量或增大铝靶电流对制备满足理想化学计量比的AlN膜有利;AlN膜的致密性随氮气流量和铝靶电流的增大而改善,但氩气流量对AlN致密性没有明显影响;制备的渐变Al-AlN选择性吸收涂层可见光反射率低于6%。光谱选择性较好。

Al-AlN-Al_2O_3复相滑板的开发与应用性能

以80%～90%板状刚玉、10%～20%金属铝为主要原料,采用1100℃的高温氮化反应烧结工艺,并经800℃的表面氧化处理,可制得以金属铝、氮化铝为结合相、以刚玉为主晶相的Al-AlN-Al2O3复相结构材料。以其作为钢包滑动水口的滑板材质,取得了良好的应用效果。试验结果表明:熔融金属铝对刚玉颗粒间隙的填充,金属铝氮化及使用时金属铝氧化过程的体积膨胀效应,是获得滑板致密组织结构的主要原因。Al-AlN-Al2O3复相滑板的抗钢液侵蚀性能及抗热震性能优良,其使用寿命是Al2O3-C滑板的2倍。

Al-AlN纳米粉在空气中热处理产物的结构与形貌分析

利用 Ｘ 射线衍射光谱（ Ｘ Ｒ Ｄ）和透射电子显微镜（ Ｔ Ｅ Ｍ ）对 Ａｌ Ａｌ Ｎ 纳米粉在空气中不同热处理条件的产物结构与形貌进行分析． 结果表明， 原料的结构及加热过程是决定产物性质的主要因素．

Al-AlN选择性吸收涂层性能分析及光学模拟

研究了双层Al-AlN吸收层加减反射层结构膜系,并对这种结构膜系涂层性能进行分析和模拟,在模拟得到单层Al-AlN层的膜厚和填充因子基础上,工艺优化制备得到的Al-AlN选择性吸收涂层吸收率达到0.942,100℃发射率为0.044,聚光比为1条件下,光热转换效率为0.89。

采用真空磁控反应溅射和热水氧化法制备AlN_xO_y增透膜

在3.2mm厚的低铁玻璃衬底上采用金属Al靶在溅射气体Ar和反应气体N2的混合气体中,真空磁控反应溅射沉积半透明的Al-AlN金属陶瓷薄膜。再将沉积该薄膜的玻璃试样浸入沸腾的去离子水中,经一定时间氧化后,制备成表面粗糙的AlN和Al2O3的陶瓷混合物增透膜AlNxOy。在3.2 mm厚的低铁玻璃上,溅射沉积厚度为120 nm的Al-AlN金属陶瓷薄膜,沸水氧化8 min,制备的单面增透膜AlNxOy试样的太阳透射比Te达93.5%,可见光透射比Tv达95.2%。制备的双面增透膜AlNxOy试样的Te,Tv进一步提高,Te高达95.6%,与未镀膜玻璃衬底的90.4%相比,增加了5.2%;Tv高达97.0%,与玻璃衬底的91.6%相比,增加了5.4%。

添加铝对AlN_p/Cu复合材料组织与热性能的影响

为提高高体积分数AlNp/Cu复合材料的致密度,采用粉末冶金液相烧结工艺制备了含10vol%Al的AlNp/Cu复合材料,与未添加Al的AlNp/Cu复合材料以及AlN颗粒表面镀铜的AlNp/Cu复合材料进行了组织与热性能的比较。X射线衍射与显微组织观察表明,添加的Al在烧结过程中扩散至铜基体形成固溶体,并能有效的提高AlNp/Cu复合材料的致密度,添加10vol%Al的复合材料相对密度与未添加Al的AlNp/Cu复合材料相比提高了3.5%。热膨胀试验表明：50-550℃之间,40%AlNp/Cu复合材料、添加10vol%Al的40%AlNp/Cu复合材料及AlN颗粒表面镀铜的40%AlNp/Cu复合材料的平均热膨胀系数分别为15.7、13.4和13.4,热循环后的残余应变分别为0.51%、0.18%和0.24%。Al的添加及AlN颗粒表面镀铜都能有效地降低AlNp/Cu复合材料的热膨胀系数和热循环后的残余应变。与表面镀铜的AlNp/Cu复合材料相比,Al的添加在一定程度上降低了AlNp/Cu复合材料的热传导性能,但材料的制备成本显著降低。

氮分压对钕铁硼表面直流磁控溅射沉积AlN/Al防护涂层结构和性能的影响

采用直流磁控溅射在钕铁硼表面沉积AlN/Al双层防护薄膜来提高磁体的耐腐蚀性能。先在基体表面沉积纯Al薄膜,然后沉积外层AlN薄膜。沉积AlN薄膜时,改变氮气分压,研究氮分压对薄膜结构和耐腐蚀性能的影响。结果显示,AlN纳米颗粒形成于内层Al结晶体表面。氮氩分压比为1:1时,钕铁硼表面形成了更致密的AlN/Al薄膜。膜基界面存在元素的互扩散和冶金结合。氮氩分压为1:1的AlN/Al防护薄膜具有最好的耐腐蚀性能。

AlN-Al_3Ti/ZL101原位复合材料力学性能研究

利用原位反应合成技术制备了AlN Al3 Ti/ZL10 1复合材料 ,分析了复合材料增强相Al3 Ti和AlN的微观组织 ,检测了该复合材料的常规力学性能 ,探讨了原位复合材料的增强和增韧机理。结果表明 :(1)无论是在铸态还是在热处理状态下 ,复合材料的强度和硬度都较基体ZL10 1基体材料的高 ;(2 )AlN Al3 Ti/ZL10 1原位复合材料增强增韧的主要原因是晶粒细化、增强相均匀分布及增强相与基体的协同变形能力强。

铝/氮化铝电子陶瓷基板的制备及性能的研究

在675～750℃、氮气气氛下,使用石墨模具压铸的方法将金属纯Al敷接在AlN电子陶瓷基板上,随后利用力学拉伸试验机测试了Al和AlN的结合强度,其界面抗拉强度>15.94MPa,然后使用金相显微镜、SEM等微观分析仪器研究其界面的微观结构,发现在Al/AlN界面没有任何新物质生成,金属铝晶粒直接在AlN陶瓷表面结晶长大.

AlN颗粒在不同铝合金中的增强行为

LD2为了解AlN颗粒对不同强度等级的铝合金的增强效果及机制 ,对 40 %体积分数的AlN颗粒增强 10 70、10 6 1、LY12铝合金复合材料拉伸前后的微观组织进行了观察 ,发现拉伸前在基体中存在由热错配引起的高密度位错 ,在AlN颗粒的内部也存在大量的位错 ,拉伸后基体中的位错增殖 ,同时 ,AlN颗粒中的位错亦增多 .力学性能的测试结果表明 ,AlN颗粒对低强度、高塑性的L3纯铝增强率最高 ,中等强度、较高塑性的LD2铝合金不仅有较高的增强率 ,而且保持了一定的塑性 .AlN颗粒对基体的这种选择性主要与AlN颗粒在拉伸过程中产生微量变形 ,从而松弛部分界面应力有关 .LY12基体的塑性较低 ,易产生低应力断裂 ,因此 ,AlN颗粒的增强作用难以得到充分发挥 .

金属/陶瓷复合材料的原位合成及其结构研究

以铝镁合金、高纯石英棒为原料,采用原位合成法在1 473 K氮气氛下保温2 h制备了Al(Si)/AlN/MgAl2O4复合材料。采用XRD、SEM和EDX等方法分析了所得材料的相组成与显微结构。结果表明:复合材料的物相为MgAl2O4、Al-Si、AlN、Mg2Si和Si;在铝与SiO2界面上形成的Al2O3与基体合金中的镁反应生成块状的MgAl2O4尖晶石晶体,在复合材料内部发现均匀分布的AlN晶须,部分氧、铝、镁、铁形成化合物与硅一起均匀弥散分布于复合材料中。

镁铝合金直接燃烧法合成AlN晶体

以球形镁铝合金(Al12Mg17)颗粒为原料,在空气中直接燃烧合成氮化铝(Al N)晶体。实验样品堆积在直径为1cm的区域内,使用乙烷火焰点燃。使用高速摄像仪记录燃烧合成过程。借助XRD和SEM对原料和产物的组成及结构进行分析,并使用TG-DSC分析合金的热力学性质。结果表明:镁铝合金中的铝可以全部转化为AlN晶体。合金的点火温度约为494.4℃,一旦点燃,不需要外界热源的持续加热,样品可持续燃烧。燃烧开始后,合金颗粒中镁快速汽化,与空气中氧发生优先反应,并耗掉颗粒周围的氧气,使氮气进入液态铝表层,生成氮化铝。燃烧产物有明显分层,检测结果表明上层产物为白色氧化镁,下层产物为黑色氮化铝晶体。合成过程中,镁对氮化铝的形成起着积极的促进作用。

航空航天用电子封装材料及其发展趋势

随着航空航天领域的迅速发展,其应用的电子器件不断微型化、高度集成化,并且可靠性要求越来越高,其电子封装材料具有更高的热导率及与芯片热膨胀系数的匹配性,还要求其电子封装材料具有更低的密度。BeO、AlN、Al/SiC与AlSi由于具有高热导率、低密度及与芯片材料良好的热膨胀匹配性,非常符合航空航天用电子封装材料的发展趋势,并已经逐步在取代常用的一些封装材料。重点介绍了四种材料的性能优势,以及它们之间的性能对比与应用前景分析。

纯铝材电解液微弧氮化工艺探讨

电解液微弧氮化工艺简单,过去未见用其制备AlN膜的报道。采用电解液微弧氮化工艺在纯铝基片上制备了AlN陶瓷膜,利用正交试验优化工艺,研究了最优工艺制备的膜层的物相、形貌,并探讨了占空比、放电频率对膜层硬度、绝缘电阻、耐压值的影响。结果表明:正交试验优化的工艺为100 mL超纯水中CO(NH2)2 35.0 g,EDTA-2Na 3.0 g,放电频率1.0 kHz,占空比20%;各因素的影响由主到次依次为CO(NH2)2浓度、占空比、放电频率、EDTA-2Na浓度;最优工艺制备的陶瓷膜由多晶AlN组成,膜层致密;选择适当的占空比和放电频率有利于改善AlN陶瓷膜的性能。

MOCVD生长中利用Al双原子层控制和转变GaN的极性

讨论了采用MOCVD在Al2 O3衬底上生长GaN过程中的极性问题。在氮化衬底上生长低温缓冲层前沉积一Al层来改变外延层的极性 ,并用CICISS来测量这一极性 。

电子能量损失谱及其在纳米多层膜研究中的应用

本文介绍了电子能量损失谱的基本原理、能量过滤成像分析及应用电子能量损失谱计算碳同素异构体的电子密度和sp2键结构的含量。同时应用透射电镜(TEM)和电镜配置的能量过滤成像系统(gatan imaging filter),结合电子能量损失谱研究类金刚石(a-C/Ta-C)和Al/AlN两种纳米多层膜的形态、结构和膜中各元素的分布。结果显示透射电镜观察配合电子能量损失谱在纳米多层膜表征中将会扮演一个重要角色。

Al/AlN/Si MIS结构的电学性质

用S i(111)上M OCVD生长的晶态A lN制备出性能良好的A l/A lN/S i(111)M IS结构,用C-V技术首次系统研究了A l/A lN/S iM IS结构的电学性质。用A l/A lN/S iM IS结构的C-V技术测量了A lN的极化特性,得出A lN层的极化强度为-0.000 92 C/m2;揭示了A lN/S i界面存在连续分布的载流子陷阱态,给出了陷阱态密度在S i禁带中随能量的分布;还观察到A lN界面层存在Et-Ev(A lN)=2.55 eV的分立陷阱中心。

Ti对SiCp/Al等离子弧焊焊缝组织的影响

对铝基复合材料进行等离子弧焊接,高温下基体A l与增强相S iC之间发生有害界面反应,生成脆性相A l4C3,严重降低焊接接头的力学性能.采用钛合金作为填充材料,对S iCp/6061A l进行原位合金化焊接,并将离子气由单一的Ar气变为以一定比例混合的N2+Ar的混合气体,着重研究了合金化填充材料Ti对焊缝显微组织的影响.研究结果表明:合金化填充材料Ti的添加改善了基体与增强相间的润湿性,在一定程度上抑制了基体A l与增强相S iC之间界面反应的发生,抑制了脆性相A l4C3的生成,并获得以TiN、A lN为二次增强相均匀分布的焊缝显微组织,保证了焊接接头的力学性能.

Al/AlN复相陶瓷的高压烧结研究

利用六面顶高压烧结(压力为5.0 GPa)手段实现了Al/AlN复相陶瓷的高压烧结,得到了高致密的Al/AlN复相陶瓷。结果显示,在压力为5.0GPa、温度为1600℃,烧结时间仅为20min就可以使烧结体的相对密度达到99.3%,热导率达到70W/mK,随着烧结时间的延长,相对密度和热导率都有所增加;并且经50min烧结的烧结体相分布均匀,晶界清晰,晶粒多为六角晶型,断裂多为穿晶断裂。

表面处理对氮化铝粉末抗水化性能的影响

通过使用磷酸与磷酸二氢铝的配合使用,对氮化铝粉末表面进行改性。结果表明,通过改性后的氮化铝粉末,置于水中进行水浴加热至50℃时,经过10h后,pH值无明显变化,粉末表面形貌无变化,同时经过X射线衍射检测,仍然为氮化铝相,未经改性氮化铝粉末在同等条件下,水解严重,表面形貌发生变化,水解产物经X-射线检测为Al(OH)3。通过表面处理的氮化铝粉末具有良好的抗水化性能。