Cu-Zn-Al合金中贝氏体的纳米级生长台阶

贝氏体相变机制是固态相变领域中争论时间最长、分歧最大的问题之一.切变和扩散两大学派对此均开展了大量研究工作,所得结果各自不同,观点亦大相径庭.本世纪60年代,美国学者Aaronson将蒸汽凝聚或液相凝固成晶体的台阶生长机制引入固态相变,建立了扩散控制的台阶长大模型,成功地解释了许多片状相及贝氏体相变的实验现象.迄今,已在许多钢和有色合金的贝氏体中发现了台阶结构。

Al-Si 合金中初晶 Si 的台阶生长

采用离心倾液法研究过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金初晶Ｓｉ的生长形貌时发现，初晶Ｓｉ存在生长台阶，台阶的高度为数十至数百微米，从初晶Ｓｉ根部至尖端，台阶的高度逐渐变小，初晶Ｓｉ存在位错台阶生长机制．这一生长机制能够形成棱柱体或棱锥体、八面体和球形初晶Ｓｉ，以及产生初晶Ｓｉ的分枝和形成初晶Ｓｉ的生长迹线．

KDP晶体台阶生长动力学的激光干涉实验研究

采用迈克尔逊干涉技术 ,通过测量KDP晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性 .实验表明 ,KDP中不同活性位错的台阶动力学系数差异较大 ,例如高活性和低活性台阶动力学系数分别为 10 .3× 10 -2 和 5 .2 1× 10 -2 cm/s,位错源在晶体表面的形状、面积的变化 。

L-苹果酸脲光学晶体的台阶生长机制

L-苹果酸脲是一种新型的有机非线性光学晶体,具有广阔的应用前景。研究表明,L-苹果酸脲晶体在乙醇介质中生长时,晶体形态为棱柱形。L-苹果酸脲晶体生长呈现明显的台阶生长,当过饱和度比较低时,其台阶生长机制为螺旋机制;当过饱和度较大时,L-苹果酸脲晶体台阶生长机制为二维成核机制。

Cu－Zn－Al合金贝氏体的亚单元及其激发形核、台阶生长

利用透射电镜（ＴＥＭ）观察到Ｃｕ－ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体的亚单元结构，其形状、大小及分布规律与扫描隧道显微分析（ＳＴＭ）的结果一致．亚单元上有台阶存在，表明它们是通过台阶机制生长的。亚单元是通过激发形核的，观察到三种类型的激发方式：面－面激发、边－边激发及边－面激发．Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体相变为激发形核－台阶生长过程．

Cu—Zn—Al合金贝氏体的亚单元及其激发形核,台阶生长

利用透射电镜观察到Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体的亚单元结构、其形状，大小及分布规律与扫描隧道显微分析的结果一致，亚单元上有台阶存在，表明它们是通过台阶机制生长的。亚是通过激发形核的，观察到三种类型的激发方式；面－面激发、边－边激发及边－面激发。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体相变为激发形核－台阶生长过程。

多面体晶体从金属熔体中生长的形态分析

本文以MC碳化物在镍基高温合金熔体中的生长为研究模型,分析了多面体晶体在合金熔体中的生长过程。结果表明,晶体生长方式是向固液界面已形成的台阶上沉积,其机制属于体扩散生长。由八面体模型分析得出,枝臂的形成是由于多面体晶体各晶面上溶质通量流密度的分布不同所致。这与用球扰动分析所得到的多面体的晶面中心较稳定而顶角处稳定性较差的结论相符。从而解释了八面体顶角处容易长出枝臂的实验事实。对MC碳化物进行Auger表面成分的测试结果,支持了这一论点。

高温溶液法生长PZN-9PT弛豫铁电晶体

采用高温溶液法制备了PZN-9PT晶体,研究了晶体相结构、生长形态,表征了其介电、压电和电滞回线等部分电学性能。结果表明,采用高温溶液法可制备出纯钙钛矿结构的PZN-9PT单晶,晶体呈淡黄色多面体形态,晶粒表面的台阶均为直形生长台阶;其三方-四方相转变温度为89℃,居里温度为175℃;[221]切型PZN-9PT单晶的压电常数为230 pC/N,矫顽场为8.8 kV/cm。

用AFM研究杜仲抗真菌蛋白的晶体生长

随着后基因组时代的到来以及蛋白质组学研究的深入开展,研究蛋白质晶体生长成为生物化学和结构生物学领域一个广泛关注的课题。通过使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,简称AFM)对杜仲抗真菌蛋白(eucommia antifungal protein,简称EAFP)的晶体在有母液存在下原位实时动态地进行了晶面生长观察。研究结果表明:不同过饱和度对EAFP晶体生长形貌的影响较大,较高的过饱和度下生长很快,生长台阶密度高,较高的过饱和度下主要进行各向异性二维台阶的发生、发展,较低的过饱和度下主要采用螺旋位错的生长方式,当过饱和度极低时生长缓慢,且晶体表面有很多小孔存在,晶面生长很不完整;还对不同过饱和度下晶体生长速率进行了定量的测量,也反映了过饱和度对EAFP晶体生长的影响;同时对在AFM观察过程中由探针的扫描速度和方向对表面形貌的影响进行了讨论。

6H-SiC单晶(0001)Si-面的表面生长形貌

利用光学显微镜的反射模式观察了升华法生长的 6H SiC单晶 (0 0 0 1)Si 面的生长形貌 ,应用台阶仪测定了生长台阶高度。实验发现 ,6H SiC单晶的生长台阶呈螺旋状 ,生长台阶呈现出了韵律束合现象。在单晶中间部分 ,生长台阶稀疏 ,台面较宽 ,约 80 μm左右 ,台阶高度较小 ,约 2 0～ 5 0nm ,比较宽的台面上存在小生长螺旋。外围单晶区域 ,生长台阶比较密集 ,其台阶高度较大 ,约 30 0～ 70 0nm ,台面宽度较小 ,约 2～ 5 μm。生长台阶在前进过程中受单晶中的微管缺陷影响 。

碳化硅外延生长及其缺陷分析

本文从碳化硅同质外延生长原理及其缺陷分析的角度,介绍了碳化硅外延技术的最新研究情况。碳化硅外延生长主要使用台阶流动控制生长方法来得到高结晶质量以及厚度、掺杂浓度、缺陷密度都可控的碳化硅单晶薄膜层。外延生长阶段主要关注的缺陷有位错、堆垛层错、三角形、掉落物、彗星尾、胡萝卜等,这些缺陷对功率器件的性能和可靠性有着不同程度的影响。

铬酸镧的结构特征与生长机制

通过晶体化学等效点系计算,绘制了正交结构的铬酸镧晶体单胞。对氧八面体间隙计算表明Ca的掺杂有利于Cr与O形成一种稳定结构,并促进铬酸镧的烧结。讨论了铬酸镧材料的结构特征。在扫描电镜下观察到了铬酸镧的生长台阶,并对其生长机制进行了分析和讨论。发现烧结铬酸镧表面存在明显的生长台阶,晶粒以台阶方式长。晶粒的生长表面为(001),(010)和(100)晶面。铬酸镧的(110)晶面和(001)晶面的错配度仅为0.0021,在生长过程中存在这两个晶面的交互生长。

热液矿床矿物微形貌与晶体生长环境研究

应用高分辨率扫描隧道显微镜(STM)和场效应扫描电镜(FEG SEM),对取自山西义兴寨金矿等4处热液矿床的黄铁矿、方铅矿、赤铁矿等矿物的表面生长微形貌进行了观察研究,并与实验合成的黄铁矿、方铅矿等矿物的微形貌特征进行对比。发现了自然矿物结晶三维成核成因的黄铁矿微球状晶,在合成和自然矿物的晶面观察到漏斗状晶和胞状结构等生长形貌。合成黄铁矿表面发育平整光滑的生长台阶,反映静态无扰动、接近平衡的晶体生长环境;而大量产于热液矿床的黄铁矿、方铅矿等晶体普遍发育胞状或拉长的胞状结构表面,并总体呈台阶状排列的表面结构,证明自然成矿热液体系的高过饱和度和流动生长环境。研究表明,热液成矿过程中矿物结晶作用有从成核、台阶状晶体生长、到形成“平衡”多面体生长的一个演化过程;形成于复杂条件的矿物晶体表面微观结构,包含丰富的成矿环境信息。

Al-24%Si合金中五星柱状初生Si的生长机制

研究Al-24%Si合金铸态组织中五星柱状初生Si的立体形貌及生长机制。结果表明:混合酸腐蚀后,五星柱状初生Si内部出现平行于表层晶面、层层堆叠的生长迹线,与螺旋式生长线存在明显差别,表明Si晶生长所依靠的台阶源并不是螺旋位错形成的;层错堆垛在五角多面体Si晶核生长面{111}上产生高度分别为δ(111)/3和2δ(111)/3的亚台阶,两类亚台阶交替产生的过程为Si晶的生长提供永不消失的台阶源;萃取得到的五星柱状初生Si的完整形貌显示其生长终端界面形态与五角多面体晶核一致,呈五角多面凹坑状;八面体团簇五重凝并形成的五角多面体晶核,以层错在各{111}生长面产生的两类亚台阶为生长台阶源,层层堆砌长大形成五星柱状初生Si。

碱式碳酸镁晶须的均相沉淀法制备及其生长机理研究

为了研究碱式碳酸镁晶须新的制备方法,扩大其作为阻燃剂的应用,采用以六水氯化镁和尿素为原料,通过均相沉淀法成功地制备了Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O型碱式碳酸镁晶须.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱等测试手段对所得晶须进行物相、形貌和结构分析.结果表明,当反应原料六水氯化镁与尿素的摩尔比值为1∶4,山梨醇作为有机模板剂时,在水浴时间为24 h,陈化时间为21 h,干燥时间为5 h的实验条件下,可以制备出长径比大于100,发育良好的碱式碳酸镁晶须.采用二维成核-台阶生长理论有效解释了碱式碳酸镁晶须的生长.

石墨烯在Ni(111)表面生长机理的紧束缚计算研究

本文采用SCC-DFTB方法,研究了石墨烯在Ni金属(111)表面上的生长机理及在台阶面生长情况.结果分析表明,苯环在Ni表面吸附时以界面fcc构型总能最低,结构最为稳定.边缘生长时,附着在衬底表面上的石墨烯层中C原子活性从边缘向中间逐渐降低.在由(111)晶面和(111)晶面相交形成的台阶面上,石墨烯片层可连续生长,同时相对衬底表面发生一定偏转,在较大面积时将出现缺陷.改善石墨烯与衬底台阶处的界面不匹配情况将有利于其大面积高质量生长.

模板诱导/均相沉淀法制备板片状碱式碳酸镁及其生长机理的研究（英文）

为了扩大碱式碳酸镁在阻燃领域的应用,通过模板诱导/均相沉淀法,以六水氯化镁和尿素作为原料,成功合成了碱式碳酸镁晶体。分别采用XRD、SEM、AFM对所得样品进行物相和形貌表征。结果显示,添加有机模板剂,在水浴温度100°C条件下,反应24 h,陈化5 h后可得到结晶良好的板片状碱式碳酸镁。对有机模板诱导机理的研究显示,模板剂通过改变不同晶面的表面能影响晶体形貌。初步探究了板片状碱式碳酸镁的生长,提出了"二维成核/台阶生长"机理。

CVD金刚石薄膜二次形核机制的研究

根据实验观察分析提出了金刚石二次形核机制 ,此机制认为二次形核很容易在( 10 0 )晶面上和晶界上形成。通过比较 ( 10 0 )面的二次形核和形成新生长台阶的系统自由能差 ,可知当气氛中的碳氢基团浓度较大时 ,粘附在基底的碳氢基团发生堆集 ,如果堆集碳氢基团高度尺寸较大时将形成二次晶核。也对晶界二次形核的系统自由能差进行了推导 ,结果表明晶界二次形核是自发的 ,将导致体系自由能的下降。

BaB_2O_4单晶快速生长时的界面形态与表面台阶形貌

利用微分干涉显微镜和原子力显微镜,分别研究了快速生长的BaB2O4单晶固液界面形状的演化和晶体(0001)显露面上的台阶形貌.结果显示,在快速生长条件下,晶体固液界面会由平坦状向骸晶状界面转变;而晶体表面台阶的形貌与晶体生长的方向密切相关,沿着<1010>方向运动的台阶束构成台阶流形貌,而沿着<0110>方向运动的台阶束则表现为台阶片段的形貌.通过AFM分别计算了表面上不同方向排列的纳米尺度上台阶的高度,从而估算了晶体生长构造单元的尺寸,结果说明在快速生长时溶液过饱和场的极度不均匀性造成的构造单元尺度和台阶聚并行为的各向异性是引起台阶流形貌各向异性的主要原因.

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金，研究了Sr对初生和共晶Mg2Si相的变质作用，并利用扫描电子显微镜观察了Mg2Si相的形貌特征与Mg-1．7Si-xSr合金的微观组织．结果表明，当sr的质量分数处于1．0％-1．5％范围内时，可对初生和共晶Mg：Si相进行有效变质．sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现，引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变，因而sr可对初生Mg：Si相起到变质作用．sr的添加还可将Mg＋Mg：Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式，使得Mg2Si相的生长形态产生改变，因而sr可对共晶Mg2Si起到变质作用．