GaAs(001)薄膜表面形貌相变过程

采用STM以及RHEED技术对于GaAs(001)的表面形貌相变过程(有序平坦→无序平坦→粗糙)进行了深入研究。通过GaAs(001)在不同As BEP、不同温度的表面形貌相变过程的研究发现,As BEP和温度的变化是促使表面形貌相变发生的主要原因,高温引起原子重组致使表面重构的演变是GaAs(001)薄膜发生表面形貌相变的主要内在机制。单一表面重构或某一重构占绝对优势的表面形貌处于有序平坦状态;多种重构的非等量混合表面是无序平坦状态的主要表面形式;当表面重构难以辨别时,表面形貌也将进入岛上高岛、坑中深坑的粗糙状态。研究还观察到,当As BEP和温度足够高时,GaAs(001)表面形貌相变将不会出现无序平坦状态,表面将直接从平坦转变为粗糙状态。

碲镉汞小晶片中缺陷的X射线形貌相检测

用X射线劳厄透射形貌术拍摄了用于制备多元线列探测器的碲镉汞小晶片的形貌相,观察到在碲镉汞小晶片中存在的各种晶体缺陷,如晶格扭曲、亚晶块、滑移线和其它缺陷。结合晶片扭曲和滑移的模型,分析了小晶片的受力状况。实验表明,在普通的X射线光源上,用劳厄透射形貌术能以20μm的分辨率无损检测用于制备多元线列探测器的碲镉汞小晶片中的晶体缺陷;在不良的器件工艺中,小晶片的晶格会受到明显的损伤,严重地影响了小晶片的电学参数和多元线列探测器的性能。

GaAs(001)薄膜的表面形貌相变和表面重构

从原子级平坦的GaAs(001)-β2(2×4)重构表面出发,结合Reflection High Energy Electron Diffraction(RHEED)衍射图像演变和不同尺度的Scanning tunneling microscope(STM)实空间扫描图像,获取GaAs(001)薄膜表面形貌相变和表面重构的重要信息,深入地研究GaAs(001)表面形貌相变和表面重构的相互促进关系。研究发现表面重构的变化是促使表面形貌发生相变的主要动力,单一表面重构组成的GaAs(001)表面形貌更容易处于有序平坦相,GaAs(001)表面预粗糙相则是由两种同类型或者重构原胞差异很小的表面重构交织混合形成,当表面由两种完全不同类型的表面重构交错混合形成时GaAs(001)表面形貌将进入粗糙状态。研究结果表明GaAs(001)表面重构是表面形貌发生相变过程的微观内在原因,而GaAs(001)表面形貌相变是表面重构发生变化的宏观外在体现。

用于HgCdTe器件同步辐射形貌相的计算机图象处理系统

根据研究ＨｇＣｄＴｅ材料和器件中晶格缺陷同步辐射白光形貌相的需要，建立了处理形貌相的计算机图象处理系统。本文叙述了该系统的工作原理和构成，利用此系统可把１ｍｍ×１ｍｍＨｇＣｄＴｅ器件的同步辐射Ｌａｕｅ斑放大３．５～６８２倍，以便观察和分析，并省去了形貌相费时、费工的后期处理工作。该系统还为研究ＨｇＣｄＴｅ材料的Ｘ射线形貌相和晶体缺陷与器件性能的关系提供了必要的硬件设备。

合成金刚石的同步辐射劳埃形貌相研究

劳埃同步辐射在非完美金刚石研究中用于快速获取晶体缺陷的信息。在对合成金刚石晶体的宝石学初步研究的基础上,利用同步辐射劳埃形貌相,对合成金刚石的晶体缺陷进行了初步研究。

Fe—3wt—％Si合金氢损伤的X射线形貌照相法研究

采用Lange式透射X射线形貌照相法研究了电解充氢导致Fe-3wt-％Si单晶中氢损伤的规律。结果表明:在不加毒化剂的1mol/LH_2SO_4中电解充氢时,不产生氢损伤;在有毒化剂时,即使电流密度很低,也会产生氢损伤。在一定电流密度下产生的氢损伤有一极限大小,并不随充氢时间增加而无限止长大。随电流密度增加,氢损伤尺寸增大,但当电流密度较大时,这种增大不明显。外应力显著促进氢损伤。在含毒化剂时,氢渗透曲线随时间延长而下降是由于产生了氢损伤所致。

超声处理对Mg-9Al二元镁合金Mg_(17)Al_(12)相形貌影响

研究了超声处理对Mg-9Al合金Mg17Al12相形貌的影响。结果表明:经过高强超声处理的Mg-9Al二元镁合金,Mg17Al12相得到显著细化,同时从连续形貌变成了不连续形貌,在凝固过程中球状Mg17Al12相形成,并均匀分布在镁合金基体中。

热处理制度对一种单晶镍基高温合金γ′相形貌演化的影响

研究了热处理制度对一种单晶镍基合金γ′相形貌演化的影响。结果表明 :不同的热处理制度对合金的γ′相形貌有很大的影响。合金经固溶处理后 ,γ′相细小弥散析出 ,一次时效处理使γ′相平均尺寸增大 ,一次时效温度在 12 0 0°C以上时 ,由于基体通道变宽 ,有细小的二次γ′相析出 ,二次时效处理对γ′相平均尺寸影响不大 ,只是增加γ′相的正方度。

含氟聚醚醚酮增韧环氧树脂相形貌与性能研究

采用SEM观察了热塑性含氟结构聚醚醚酮(6FPEEK)共混增韧环氧树脂的浇铸体脆断断口相形貌,测试了浇铸体的力学性能及动态机械性能,通过统计和数学分析建立了冲击韧性(αk)、热塑颗粒粒径(d)和粒间距(D)间的半定量关系。结果表明,该体系可得到连续相为环氧树脂而分散相为热塑颗粒的相结构,热塑相颗粒尺寸较为统一,且随热塑性树脂含量的增加而增大;6FPEEK含量增加对拉伸强度的影响不大,环氧树脂和热塑性塑料的结合界面差导致了冲击韧性在6FPEEK质量分数达到9.09%时出现峰值而后下降;该增韧体系的增韧机理可能为刚性粒子增韧。

Al-Si合金力学行为对Si相形貌敏感性的差异

采用宏观硬度、力学拉伸、室温及高温摩擦磨损、扫描电镜等测试分析方法,研究Al-Si合金经不同变质处理使Si相形貌不同时,各项力学性能的变化情况。结果表明:近共晶Al-13Si合金经Sr变质处理后拉伸性能优于P变质处理,拉伸强度相比提高23%,室温耐磨性也较P变质的好;但高温耐磨性相反,P变质处理后合金高温摩擦因数曲线变化更加平稳;两种变质处理后合金硬度值均在62~65HBW之间,表明硬度对Si相形貌变化不敏感。过共晶Al-25Si合金经Al-P合金细化处理后,拉伸强度提高53%;室温磨损量降低,尤其是高载荷条件下,高温摩擦因数曲线变化更稳定,室温和高温耐磨性均得到明显改善;但硬度值仍保持在77HBW左右不变。

铝及铝合金晶粒细化剂变质相形貌的控制

介绍熔盐化学反应法生产铝及铝合金晶粒细化剂变质相形貌的控制工艺．通过工艺研究指出，反应温度、时间、搅拌速度、静置温度和时间、加盐的比例、钛的加入量是控制变质相形貌尺寸的关键．优化工艺后获得的块状 Ｔｉ Ａｌ３ 变质相尺寸为７ ～１２５ μｍ ，较进口的 Ｌ Ｓ Ｍ 公司产品变质相１５ ～５０ μｍ 细．

固液相区等温保温时A356铝合金半固态初生相形貌演变特征

在615～595℃不同温度下对A356合金液保温1min和在600℃保温1～10min,研究了A356半固态初生相在不同保温温度和保温时间下的组织形貌演变特征。结果表明:在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,枝晶组织向蔷薇状和颗粒状组织演变;在相同的保温温度不同的保温时间下,随着保温温度的延长,其初生α-Al的圆形度逐渐变好,但颗粒的大小有先减小后长大的趋势,600℃保温5min的效果最好;保温的过程由于原子扩散及能量起伏等,合金会发生成分均匀化,消除或大大减小成分过冷,有利于形成球状和颗粒状组织。

空位晶体相场模型模拟二维晶体相形貌图

[目的]揭示空位晶体相场模型(VPFC)中二维周期性晶体相空位缺陷结构形貌。[方法]对标准晶体相场模型的自由能函数进行修正得到空位晶体相场模型,再利用空位晶体相场方程,研究二维相图中不同相晶体结构形貌图,以及晶体结构中出现空位的条件。[结果]当平均原子密度数值位于不同晶体相时,呈现出不同的二维周期性晶体结构形貌图。[结论]将晶体结构形貌图与其原子密度曲线对照,可见该模型中晶体相结构主要有六角"凸起"相、条状相和六角"凹坑"相。当平均原子密度数值位于相图中局部粒子相和六角"凸起"相之间时,二维周期性晶体结构中将出现空位,并且晶粒内部空位随机分布,空位数目与原子密度值有关。

低过热度浇注半固态A356合金初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356合金浆料,研究了半固态初生相形貌的分形维数和计算方法。应用MATLAB软件编制了相应的计算程序,对半固态A356合金初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算。结果表明,低过热度浇注制备的A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构,不同工艺条件下制备的半固态A356合金的初生相形貌有不同的分形维数;应用分形维数的计算结果可研究半固态A356合金初生相的形貌及其组织性能。

亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了亚共晶铝硅合金半固态浆料,研究了半固态初生相的形貌及其分形维数和计算方法.应用图像计盒维数的算法计算了亚共晶铝硅合金半固态初生相的分形维数,并编制了相应的计算程序对亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,不同工艺条件下制备的亚共晶铝硅合金半固态的初生相形貌有不同的分形维数;分形维数可反映初生相形貌的复杂程度.借助分形维数的计算结果可研究亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌及其组织性能.

A356-Sc铝合金在固液相区等温保温时初生相形貌演变的研究

利用低过热度浇注工艺制备了A356-Sc铝合金半固态浆料,研究了A356-Sc铝合金半固态初生相形貌在固液相区等温保温中的转变,讨论了等温温度和保温时间对A356-Sc铝合金半固态初生相形貌演变的影响.研究结果表明,半固态A356-Sc铝合金在固液相区经适当的等温保温能明显地改善初生相的形貌及颗粒尺寸;Sc添加到半固态A356铝合金中利于初生相的尺寸细化和初生相颗粒球形化.

均聚物调控的PS-b-P4VP薄膜的微相分离形貌

分别以聚丙烯酸(PAA)和聚氧化乙烯(PEO)与苯乙烯与4-乙烯基吡啶二嵌段共聚物(PS-b-P4VP)进行溶液共混并且旋涂成膜,采用原子力显微镜(AFM)研究了这两种均聚物对PS-b-P4VP薄膜微相分离形貌的调控作用。结果表明,PAA与P4VP链段之间强烈的氢键作用使得P4VP链段对PS链段的热力学排斥作用增强,当PAA质量分数为10%时,PS分散相区以规则的柱体垂直分布于由P4VP/PAA链段相互溶解所形成的连续相基体中。对于PS-b-P4VP/PEO共混体系,共混薄膜形成了PEO/P4VP分散相以柱状形态垂直分布在以PS链段聚集区为薄膜连续相基体中的微相分离形貌,由于PS链段无法在PEO/P4VP柱状微区上方形成覆盖,导致共混薄膜表面出现许多孔洞,孔洞底部伴有PEO链段部分结晶形成的锥状突起。随PEO含量增加,孔洞直径增大,孔洞底部的锥状突起也增大。

Mn和Mg对Al-5Fe合金初生Al_3Fe相形貌的影响

Mn和Mg添加到Al-5Fe(质量分数,％,下同)合金中,初生Al_3Fe相的形貌发生明显变化,未加入合金元素时,该合金中的初生Al_3Fe相长成粗大的针片状;加入2.5％Mn和0.1％Mg(质量分数,下同)后,粗大的初生富铁相消失,取而代之的是细小针状、粒状和花朵状;加入2.5％Mn和1.5％Mg,合金中的富铁相大部分转变为粒状和穗状(分叉状)两种,探讨了粒状和穗状的形成机理,对合金力学性能的测试表明,加入Mn和Mg后,合金的抗拉强度得到了不同程度的提高:Al-5Fe合金为107 MPa,Al-5Fe-2.5Mn-0.1Mg合金为139 MPa,Al-5Fe-2.5Mn-1.5Mg合金为122 MPa,增长幅度分别为29.9％和14％。

热处理对IPC相形貌及性能的影响

研究了热处理的温度和时间对2种抗冲共聚聚丙烯(IPC)(EP533N-1,EP533N-2)分散相结构和力学性能的影响。结果表明:当热处理温度低于IPC熔融温度(167℃)时,橡胶相相对分子质量较小的EP533N-1分散相分布均匀性好于橡胶相相对分子质量较大的EP533N-2;当热处理温度高于167℃,EP533N-2分散相分布均匀性好于EP533N-1。热处理温度高于167℃时,EP533N-1中的乙烯丙烯嵌段共聚物(EbP)逐渐汇集成一个网络结构。2种IPC的常温抗冲击性能和弯曲模量均随热处理温度升高而增加,其中,热处理温度为100~130℃时,EP533N-1的低温抗冲击性能最佳,热处理温度为160℃时,EP533N-2的低温抗冲击性能最佳。

聚丙烯酸对含聚氧化乙烯链段嵌段共聚物微相分离形貌的调控作用

采用原子转移自由基聚合(ATRP)制备了两嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚苯乙烯(PEO-b-PS)和三嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚苯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯(PEO-b-PS-b-PBA),再将聚丙烯酸(PAA)分别与PEO-b-PS和PEO-b-PS-b-PBA进行溶液共混和旋涂成膜,通过原子力显微镜研究了PAA对2种嵌段共聚物薄膜微相分离形貌的调控作用。结果表明,PEO-b-PS/PAA共混薄膜呈现PEO/PAA为分散相以柱状形态垂直分布在PS连续相中的微相分离形貌,柱状微区尺寸随着PAA含量及相对分子质量的增加而不断增大。当PAA质量分数达到30%后,PEO/PAA分散相向层状形态转变。PEO-b-PS-b-PBA与PAA共混后,PEO/PAA相区从原先平行于薄膜表面排列的层状形态向随机取向的柱状形态转变,PS微相区在薄膜表面形成细小的锥状突起,随着PAA质量分数增加,PEO/PAA柱状微区向薄膜表面垂直排列取向得到增强,PS微相区的突起程度降低。