纳米叠层金属基复合材料(nano-laminated metal matrix composites,NLMMCs)由金属和增强材料(陶瓷、非晶以及纳米碳材料)以层状形式交替叠加组成,是构型化金属基复合材料的一种典型代表。由于组分相的纳米尺度、叠层构型以及大量的异质...纳米叠层金属基复合材料(nano-laminated metal matrix composites,NLMMCs)由金属和增强材料(陶瓷、非晶以及纳米碳材料)以层状形式交替叠加组成,是构型化金属基复合材料的一种典型代表。由于组分相的纳米尺度、叠层构型以及大量的异质界面,NLMMCs表现出优异的综合力学和功能性能,成为近年来材料科学的研究热点。以金属-陶瓷型、金属-非晶型和金属-纳米碳型NLMMCs为主要对象,重点综述了NLMMCs的常见制备工艺及相应的特点,并聚焦于采用微纳力学方法探究内在和外在特征尺度、叠层取向以及界面特性等对其强韧化和变形机制影响的研究新进展。最后展望了NLMMCs的发展趋势,指出了NLMMCs在特定服役条件下的力学响应机制有待进一步研究,提出了需要开发适用于在多物理场下工作的微纳尺度材料表征和测试系统,以便更精准地探究NLMMCs的使役行为。展开更多
系统研究两种不同形态的硅氧合金薄膜,用甚高频PECVD系统制备的非晶硅氧和纳米硅氧薄膜的特性,以及其在纳米硅薄膜叠层薄膜太阳电池中的应用。实验中主要通过对不同的气体流量比的优化、沉积功率和沉积压力的优化,分别制备出光学带隙约...系统研究两种不同形态的硅氧合金薄膜,用甚高频PECVD系统制备的非晶硅氧和纳米硅氧薄膜的特性,以及其在纳米硅薄膜叠层薄膜太阳电池中的应用。实验中主要通过对不同的气体流量比的优化、沉积功率和沉积压力的优化,分别制备出光学带隙约为2.1 e V,折射率约为3的a-SiO_x∶B∶H薄膜,作为非晶硅顶电池的p1层,以及带隙为2.2~2.5 e V,折射率为2.0~2.5,晶化率为20%~50%的nc-SiO_x∶P∶H薄膜,作为非晶硅/纳米硅叠层电池的中间反射层和纳米硅的底电池n2层。最后将优化后的a-SiO_x∶B∶H和nc-SiO_x∶P∶H薄膜应用到非晶硅/纳米硅薄膜叠层电池中,在0.79 m^2的玻璃基板上制备出初始峰值功率为101.1 W、全面积初始转换效率为12.8%、稳定峰值功率为87.3 W、全面积稳定转换效率为11.1%的非晶硅/纳米硅叠层电池。展开更多
文摘纳米叠层金属基复合材料(nano-laminated metal matrix composites,NLMMCs)由金属和增强材料(陶瓷、非晶以及纳米碳材料)以层状形式交替叠加组成,是构型化金属基复合材料的一种典型代表。由于组分相的纳米尺度、叠层构型以及大量的异质界面,NLMMCs表现出优异的综合力学和功能性能,成为近年来材料科学的研究热点。以金属-陶瓷型、金属-非晶型和金属-纳米碳型NLMMCs为主要对象,重点综述了NLMMCs的常见制备工艺及相应的特点,并聚焦于采用微纳力学方法探究内在和外在特征尺度、叠层取向以及界面特性等对其强韧化和变形机制影响的研究新进展。最后展望了NLMMCs的发展趋势,指出了NLMMCs在特定服役条件下的力学响应机制有待进一步研究,提出了需要开发适用于在多物理场下工作的微纳尺度材料表征和测试系统,以便更精准地探究NLMMCs的使役行为。
基金financially supported by the National Key R&D Program of China(No.2021YFB2012100)the National Natural Science Foundation of China(Nos.U19A2087,52172134)+1 种基金the Construction of Innovative Provinces in Hunan Province,China(No.2020GK2062)the State Key Laboratory of Powder Metallurgy,Central South University,China。
文摘系统研究两种不同形态的硅氧合金薄膜,用甚高频PECVD系统制备的非晶硅氧和纳米硅氧薄膜的特性,以及其在纳米硅薄膜叠层薄膜太阳电池中的应用。实验中主要通过对不同的气体流量比的优化、沉积功率和沉积压力的优化,分别制备出光学带隙约为2.1 e V,折射率约为3的a-SiO_x∶B∶H薄膜,作为非晶硅顶电池的p1层,以及带隙为2.2~2.5 e V,折射率为2.0~2.5,晶化率为20%~50%的nc-SiO_x∶P∶H薄膜,作为非晶硅/纳米硅叠层电池的中间反射层和纳米硅的底电池n2层。最后将优化后的a-SiO_x∶B∶H和nc-SiO_x∶P∶H薄膜应用到非晶硅/纳米硅薄膜叠层电池中,在0.79 m^2的玻璃基板上制备出初始峰值功率为101.1 W、全面积初始转换效率为12.8%、稳定峰值功率为87.3 W、全面积稳定转换效率为11.1%的非晶硅/纳米硅叠层电池。
