Cu-Ti复合焊料钎焊Si_(3)N_(4)陶瓷/Cu的显微结构和力学性能研究

本研究采用Cu-Ti复合焊料在不同温度和保温时间钎焊了Si_(3)N_(4)/Cu接头,研究了不同钎焊参数对接头显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,接头的相组成主要是TiN、Ti_(5)Si_(3)和Cu-Ti化合物。在较低温度(890℃)下,Ti_(5)Si_(3)率先生长,较少的Ti扩散到了Cu里生成Cu_(3)Ti;当延长保温时间或提升钎焊温度(920℃)时,TiN在界面处沉积成薄层,Cu_(3)Ti也转变成了CuTi,同时,Ti_(5)Si_(3)在Cu里也有一定的扩散;当钎焊温度过高(950℃)时,Ti和Si_(3)N_(4)的反应程度较大,Cu-Ti化合物作为反应的中间相被消耗,剥离强度随着温度的升高呈现先升高后下降的趋势。在920℃钎焊60 min的接头中,TiN逐渐剥离出薄层,进一步优化界面组织,接头剥离强度最高,达到16.69 N·mm^(-1)。

金属栅极中的功函数材料有效调节能力分析

阐述不同膜厚、氧化时间和顶层功函数材料制备方法下,氮化钛对器件有效功函数和漏电流的调控能力。氮化钛膜厚增加,器件有效功函数增加的速率逐渐变缓,由0.16eVnm^(-1)(0~2.1nm)下降到0.11eVnm^(-1)(2.1~3.2nm)。氮化钛氧化1h会使器件有效功函数降低0.05eV,但栅漏电流随之增加,对器件的可靠性产生不利影响。此外,采用物理气相沉积法制备钛铝要比使用原子层沉积法更有利于降低器件的有效功函数,可能与后者碳含量较高,铝扩散能力降低有关。

Electrical and Corrosion Properties of Titanium Aluminum Nitride Thin Films Prepared by Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition

Titanium-aluminum-nitride（TiAlN） films were grown by plasma-enhanced atomic layer deposition（PEALD）on 316 L stainless steel at a deposition temperature of 200 °C. A supercycle, consisting of one AlN and ten TiN subcycles, was used to prepare TiAlN films with a chemical composition of Ti（0.25）Al（0.25）N（0.50）. The addition of AlN to TiN resulted in an increased electrical resistivity of TiAlN films of 2800 μΩ cm, compared with 475 μΩ cm of TiN films, mainly due to the high electrical resistivity of AlN and the amorphous structure of TiAlN. However, potentiostatic polarization measurements showed that amorphous TiAlN films exhibited excellent corrosion resistance with a corrosion current density of 0.12 μA/cm^2, about three times higher than that of TiN films, and about 12.5 times higher than that of 316 L stainless steel.

氮化钛涂层对牙科合金析出金属离子的影响

【目的】评价氮化钛涂层对牙科Ni-Cr、Co-Cr合金在人工唾液中析出金属离子的影响。【方法】采用多弧离子镀法在临床上常用的Ni-Cr、Co-Cr合金表面沉积厚约2.5μm、均匀致密的氮化钛涂层,将涂层前后的合金置于37℃ 10 mL人工唾液中,分别于第3、15和60天收集合金浸渍液。采用电感耦合高频等离子体发射光谱分析法(JCP-AES)测定人工唾液中不同时间段析出的各类金属离子的量及成分并与涂层前相比。【结果】Ni-Cr、Co-Cr合金析出高水平金属离子,并随浸泡时间的延长而显著增加,析出的各类金属离子中,除Cr外,以Ni、Be、Mo等金属离子的析出量最为明显。经氮化钛涂层的Ni-Cr、Co-Cr合金析出的金属离子的总量及各类离子的浓度均较低,随着浸泡时间的延长,析出离子的量只有轻微的增加。涂层前后合金析出的各类金属离子的量(Cr除外)相比较,差异具有显著性(P<0.001)。【结论】氮化钛涂层可降低贱金属合金析出金属离子的量,提高合金的生物相容性。

Cr_3C_2和VC对Ti(C,N)基金属陶瓷中环形相的价电子结构和性能的影响

根据固体与分子经验电子理论,计算了Ti(C,N)基金属陶瓷中界面环形相的价电子结构,讨论了其价电子结构与塑性间的关系。当材料晶体结构相同时,Σna可用来比较其塑性的相对高低。Cr在环形相(Ti,Mo)(C,N)中的固溶,可使其塑性增强,V在环形相中的固溶将使其塑性变差。在计算的基础上进行实验,实验结果表明:Cr3C2的适量加入确实有利于提高金属陶瓷的强度,最终所制备出金属陶瓷的强度比典型成分体系材料的提高了1倍以上;尽管VC的加入能使材料的晶粒得到有效地细化,但它使环形相塑性降低,使金属陶瓷的抗弯强度略有增加。

AlN-TiC复相微波衰减材料性能的研究

采用热压烧结工艺制备了AlN-TiC复相微波衰减材料。通过XRD、SEM和网络分析仪，研究了TiC含量对材料的微波衰减性能的影响。结果表明，当w（YiC）低于10％时，材料呈选频衰减且衰减非常小；当w（TiC）为25％-50％时，材料呈现良好的多点选频衰减，且其衰减量随w（TiC）的增加而增加，最大达-18dB。中心谐振频率有向高频漂移的趋势。初步探讨了AlN-TiC复相材料微波衰减曲线的频谱特性与衰减机理。

采用复合钎料钎焊Si_3N_4陶瓷

采用TiN/Ag-Cu-Ti复合钎料连接S i3N4陶瓷材料,采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag-Cu组织结合紧密,并未与钎料基体进行反应,在钎缝中分布比较均匀,形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用,提高了活性元素Ti扩散的能力,Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应,生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明,在一定范围内,采用复合钎料可以明显提高接头强度。

极具前景的炼油新催化材料

介绍了新结构分子筛、纳米催化材料、生物催化剂、杂多酸、离子液体、非晶态合金、过渡金属氮化物和均相催化剂等极具前景的炼油新催化材料。

AIN瓷TiN－Mo金属化方法研究

以Ｍｏ，ＴｉＮ为主要原料，采用金属粉末烧结法在ＡｌＭ瓷表面实现了金属化。探讨了金属化的工艺条件，运用ＸＰＳ，ＸＲＤ，ＳＥＭ等现代分析技术研究了界面现象及粘附机理。研究表明：液相的扩散、渗透，特别是ＡｌＮ瓷坯中的液相向金属化层的渗透是金属化层与ＡｌＮ瓷结合的主要原因。体积配比为７５％ＴｉＮ，２５％Ｍｏ及适量烧结助剂，烧结温度为１８００～１８５０℃，气氛为氮气（９０％）和氢气（１０％）的适宜条件下，获得了结合强度达４０ＭＰａ的良好金属化结合层。

钛基pH电极表面离子轰击处理的研究

采用离子轰击技术对钛基ｐＨ 电极进行表面处理，在其表面生成以δ相和ε相为主的组织结构．离子氮化后再引入微量氧可使渗层结构中有部分氧化钛，对ｐＨ 的响应好．经该工艺处理的钛基ｐＨ 电极与玻璃ｐＨ 电极测量ｐＨ 的结果一致，而且克服了玻璃ｐＨ电极容易破碎的缺点．采用本工艺可生产性能优良的ｐＨ

低温海水用钛基金属氧化物阳极的制备与性能

将Ti N纳米粉体与Ta Cl5正丁醇饱和溶液混合制得中间层涂覆液,通过热分解法在不同焙烧温度下得到了含有中间层的Ti/(Ti-Tax)O2/Ir O2电极,并与相同工艺下得到的传统Ti/Ir O2电极进行对比分析.采用X射线衍射和扫描电子显微镜对制备的电极进行了表征,通过循环伏安曲线、极化曲线和恒流加速寿命测试等电化学手段对电极性能进行了分析.结果表明,引入中间层可以使Ti/(Ti-Tax)O2/Ir O2电极400℃低温焙烧样品表层Ir O2结晶发育更好,得到了通常高温下才具有的典型龟裂纹形貌;相对于500℃高温焙烧样品,其在海水中的电化学活性表面积提高近6倍,在4℃和100 m A/cm2电流密度下的电极电位(1.37 V)降低100 m V,催化性能得到显著提高;同时加速寿命相对于传统的Ti/Ir O2电极提高10倍以上,是一种适用于低温海水环境的、具有较高活性和耐久性的新型阳极.

不同氮气气压脉冲激光沉积氮化钛薄膜的结构和电学性能

采用脉冲激光沉积的方法,以高纯TiN为靶材,650℃为生长温度,蓝宝石为衬底,在氮气气压分别为1,2和3Pa的条件下制备了氮化钛薄膜。研究不同氮气气压对氮化钛薄膜生长质量及电学性能的影响。研究发现,在不同氮气气压条件下,均获得了高质量的氮化钛薄膜,其表面致密、(111)晶面择优取向生长且具有金属性;随着氮气压的增加,氮化钛薄膜的(111)晶面对应的衍射峰向高角度方向移动,氮化钛薄膜的N/Ti减小,方块电阻减小,反射谱的最低点向短波长方向漂移。研究结果表明氮化钛薄膜的化学组成和金属性可以通过氮气气压来调节。

薄膜的材料特征

PVD、CVD涂层行业发展了多年,出现了多种等离子体和高能束辅助技术,但常用的工业涂层却集中在少数几种材料上,如金属氮化物、碳膜等。本文从材料的成分宽容性、结构稳定性、导电性三个基本原则出发,解释了薄膜材料的选材问题,并以氮化钛、非晶硼化物、金属掺杂类金刚石涂层为例,说明薄膜材料的选择源自工艺特性和材料性能二者的平衡,且以工艺性为主导。材料成分需要进行精确调控,以达到最佳的工艺性与性能的匹配,而成分根源是化学近程序结构,通过引入本课题组所提出并发展的团簇加连接原子模型,构建出类似于分子式的局域结构单元和相应成分式,进而对薄膜材料进行成分设计。

金银/氮化钛表面增强拉曼基底制备及对烟酸的定量检测

表面增强拉曼光谱技术对分子具有特异性识别以及快速无损检测的能力,使其在药物检测方面具有重大的潜力。通过贵金属和氮化钛之间协同作用,使复合基底具有较高的SERS性能,提供了一种基于SERS技术的药物检测方法。采用电化学沉积及自组装法,制备出贵金属/氮化钛复合薄膜。研究表明,在复合薄膜中存在面心立方晶型TiN、金属单质Au和Ag三种物相;电子显微镜显示平均粒径分别为90和50 nm的金属Au和Ag颗粒均匀分布在TiN薄膜表面;基底的紫外-可见吸收图谱中出现了贵金属金与银纳米颗粒及TiN薄膜三者的特征等离子体共振吸收峰。以该复合薄膜为SERS基底,对烟酸溶液进行拉曼检测。结果显示,贵金属/氮化钛复合薄膜对烟酸具有显著的SERS效应,最低检测浓度为10^(-5) mol·L^(-1),对1033 cm^(-1)处烟酸拉曼信号强度及浓度取对数,发现两者间呈一定线性关系,其R^(2)为0.969,得益于TiN,Au和Ag之间可发生表面等离子体共振引起电磁场增强,以及电荷转移效应。研究还发现,烟酸通过COO-基团垂直吸附在贵金属/氮化钛基底表面;在酸性环境下,烟酸N原子质子化主要以阳离子N^(+)H(Ⅰ)形式存在;在碱性环境时,主要以阴离子COO-(Ⅲ)形式存在。绞股蓝总甙溶液中模拟烟酸非法添加,该复合基底对其最低的拉曼检测浓度是10^(-5) mol·L^(-1),为现场快速检测非法添加药物提供了新途径。

Co-g-C_(3)N_(4)/La-TiO_(2)复合材料光催化降解废水中乙基黄药

为了降解选矿废水中残留的浮选药剂乙基黄药,采用溶胶-凝胶法制备了一种复合型光催化材料Cog-C_(3)N_(4)/La-TiO_(2),通过SEM、XRD、UV-Vis、光致发光光谱和XPS等对样品的形貌、晶型结构、光化学性质和表面化学性质进行表征,研究了催化剂用量、模拟废水pH、乙基黄药初始浓度和时间对光催化效果的影响,并利用活性自由基捕捉试验确定光催化过程中起作用的活性基团。结果表明:Co-g-C_(3)N_(4)/La-TiO_(2)中La和Co以La^(3+)和Co^(2+)形式存在,其禁带宽度减小,吸收带边红移,光催化效率较高。在催化剂投加量为1 g/L,乙基黄药浓度为60 mg/L,pH为10的条件下,光催化60 min后乙基黄药的降解率达到了99.1%。空穴(h^(+))、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O_(2)-)都在光催化氧化降解乙基黄药的过程中起到了重要作用,对光催化的贡献程度为:·OH>h+>·O_(2)-。