《太赫兹科学与电子信息学报》2024年第11期专栏征稿主题:宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成

近年来,以SiC、GaN、金刚石、Ga2O3为代表的宽禁带半导体在功率、射频器件方面展示出重要的研究价值,并在5G通信、汽车电子、快速充电等方面展现出了广阔的应用前景。抓住研发宽禁带功率半导体的战略机遇期,解决宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成中的关键技术瓶颈,具有极为重要的科学意义与实际价值。

GeO_2对PbO-B_2O_3-ZnO低熔封接玻璃结构与性能的影响

用DSC、IR、XRD等研究了GeO2添加量对PbO-B2O3—ZnO系玻璃结构及性能的影响．结果表明,在PbO—B2O3-ZnO系封接玻璃中,引入0．4-2．0wt％的GeO2可有效地抑制玻璃析晶,降低封接温度． GeO2含量为0．7wt％左右时,玻璃稳定性最好,封接温度最低, 仅为400℃,有利于低温封接．通过引入GeO2可在一定范围内调节PbO-B2O3-ZnO系封接玻璃的热膨胀系数．

R_2O-RO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统快烧自生乳浊釉的化学组成与分相行为

本研究选择具有大范围实用分相区、适合快速烧成的R2 O(K2 O ,Na2 O) -RO(CaO ,MgO ,ZnO) -Al2 O3-B2 O3-SiO2 系统 ,研究了该多元系统全熔块乳浊釉组成与结构间的相互关系。通过优化组成设计及物理化学过程的控制 ,使釉熔体在快速烧成过程中自发产生分相 ,形成微米 -亚微米级液 -液不混溶结构 ,从而产生良好的乳浊效果。本文对各氧化物对分相过程的影响进行了讨论。

MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的红外光谱研究

本文利用红外吸收光谱(IR)研究了MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中钛离子的配位状态变化。结果表明:玻璃网络中主要有SiO4、AlO4四面体结构单元。在较低温度时,玻璃中的钛离子主要以四配位状态存在,随着温度的升高,钛离子逐渐向六配位转变。在升温过程中,TiO2表现为镁铝钛酸盐(MAT)和金红石相,玻璃中Al3+多数占据四面体配位位置。

MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃晶化行为研究

利用X射线衍射和扫描电镜研究MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的晶化行为．结果表明，TiO2质量分数少于6％的玻璃，最先析出的是μ-堇青石，最终主晶相是α-堇青石，玻璃为表面析晶．TiO2质量分数为6％的玻璃，最先析出的是镁铝钛酸盐（MAT），最终主晶相是α-堇青石，玻璃为整体析晶．在950℃时开始检测到含锆相，在950～1100℃范围内表现为ZrO2／TiO2固溶体形式．X射线衍射没有检测到其他含锆相．晶核剂TiO2和ZrO2是通过分相而影响玻璃晶化的，但ZrO2促进分相的能力略低于TiO2．

CaO对CaO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的析晶程度及性能的影响研究

本文研究了CaO含量对微晶玻璃烧结、析晶性能、以及析晶程度的影响。讨论了CaO含量变化与微晶玻璃密度和抗折强度的关系 。

CaO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的冲蚀磨损研究

CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃装饰板材是一种新型建筑装饰材料。本文利用冲蚀磨损实验研究了影响CaO-Al2O3-SiO2系统烧结法微晶玻璃装饰板材磨蚀行为。讨论了微晶玻璃组成、结构、磨粒粒径、冲蚀角、冲蚀时间对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的冲蚀性的影响。结果表明:随着微晶玻璃中晶相含量的增加,磨料对其表面的冲蚀磨损量明显下降。微晶玻璃的冲蚀量随冲蚀角的增大、冲蚀时间的增长、磨粒粒度的增大而增加。

C_3S-C_(12)A_7-H_2O和C_3S-C_(12)A_7-CaSO_4·2H_2O-H_2O系统的水化及其性能研究

试验用结合水法、化学减缩法、XRD定量等物理、化学分析方法 ,研究了C1 2 A7和石膏同时存在时C3S在不同系统中的水化动力学及水化机理。结果表明C1 2 A7能够促进C3S的水化 ,尤其是对C3S早期水化有显著的促进作用 ;当有石膏存在时 ,这种促进作用更为显著。其机理是由于C1 2 A7水解放出的Al(OH) - 4 与C3S水解放出的Ca2 +反应生成C3AH6 ,当有石膏存在时 ,生成钙钒石 ,从而加快了C3S的水化。

H_2O_2/Fe^(3+)系统氧化活性染料废水的研究

采用H2O2/Fe3+系统对商业染料活性红(FN-2BLred)、活性蓝(C-Rblue)和活性黄(C-2Ryellow)配制的废水进行了脱色研究.结果表明,当染料质量浓度为400mg/L时,pH值为2 5,H2O2质量浓度为646mg/L,Fe3+浓度是0 25mmol/L,反应温度在60℃,反应20min,3种活性染料废水的色度去除率均达到99%以上;在以上优化的脱色工艺条件下,通过正交试验以COD去除率为指标确定最佳降解工艺条件.结果表明,初始pH值为2 5,过氧化氢质量浓度对于活性红、活性蓝和活性黄废水分别为850、782、646mg/L,Fe3+浓度为1mmol/L,反应温度为60℃,反应60min.在最优工艺条件下,活性红、活性蓝和活性黄废水的COD去除率分别达到93 6%、94 5%和96 3%.

B_2O_3-BaO-ZnO系统玻璃的形成规律及组成与性能之间的关系研究

用传统熔体冷却方法制得B2O3-B aO-ZnO三元系统玻璃,考察了该系统玻璃的形成规律,并且探索了该系统玻璃的组成与性能之间的关系。结果表明:该系统玻璃的形成范围较宽,但B2O3的引入摩尔分数最高不能超过75%,最低不能少于25%。B2O3的含量过高,熔体冷却时容易分相,而B2O3的含量过低时,则熔体在冷却时容易结晶。获得玻璃的线胀系数在(6～10)×10-6K-1之间;转变温度在530～580℃之间;室温下电阻率在(2～5)×1010Ω·m之间;密度值较大。

CaO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃颗粒的烧结过程研究

通过大量实验得到了CaO Al2 O3 SiO2 系统玻璃颗粒的起始烧结温度 (Ts) ,起始析晶温度(Tc)以及烧结收缩曲线 ,通过对他们的分析 ,讨论了组分、烧结温度、烧结时间对玻璃颗粒烧结的影响。确定了有利于烧结的较佳CaO ,Al2 O3,B2 O3含量范围 。

R_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统玻璃对羟基磷灰石的烧结及其相转变的影响

系统地研究了R20—Al2O3—B2O3—SiO2系统玻璃对羟基磷灰石(HAP,Hydroxyapatite)的烧结和相转变的影响。其中玻璃组成为Na2O5～12,K2O7～15,Al2O3 3～5,ZnO 0～5,B2O3 15～25,SiO2 65～75(wt％)。结果表明R2O—Al2O3—B2O3—SiO2系统玻璃有较强的促进HAP烧结能力,但在较高温度下会促使HAP分解;合适的添加量为30wt％,烧结温度为1000℃。

0.20R_2O-0.25CaO-0.55ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统的分相与析晶

本文通过大量的配方实验 ,利用OM、TEM和XRD分析 ,系统研究了 0 2 0R2 O -0 2 5CaO -0 .55ZnO -Al2 O3-SiO2 系统的分相与析晶。研究结果表明 ,在Al2 O3 含量高于 0 3 0摩尔的区域可以获得乳浊程度和光泽度各异的析晶乳浊釉 ,在低铝区可获得分相乳浊釉 ,且乳浊程度随Al2 O3 含量的降低、SiO2 含量的提高而提高。用Na2 O取代K2 O ,有利于瓷釉的析晶而不利于瓷釉的分相 ,分相区具有铝反常现象。釉中析出的晶体主要为硅锌矿、锌黄长石、白榴石和锌铝尖晶石。当SiO2 含量较低时主要为硅锌矿和白榴石 ,SiO2 含量较高时则主要为锌黄长石 ;用Na2 O等摩尔取代K2 O不利于白榴石和锌黄长石的析晶 ,而有利于硅锌矿大晶体的析出 ;硅锌矿的析晶除受组成的影响外 ,还受到析晶保温温度的显著影响 ,过高的保温温度不利于硅锌矿的析出。通过设计合理的配方 ,采用适当的烧成温度制度 ,可以获得结晶良好的析晶乳浊釉、分相乳浊釉、分相结晶釉和透明结晶釉。

Al_2O_3-C-N_2系统反应热力学初步探讨

通过热力学计算 ,研究了高温下流动氮气床中碳热还原氧化铝反应过程 ,提出了其反应机理为气 固反应机制 ,很好地解释了在碳热还原法合成氮化铝过程中存在的现象。

白榴石含量对K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷的断裂韧性影响的实验研究

目的:确定白榴石含量与K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷材料断裂韧性的关系,探讨白榴石含量影响K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷断裂韧性的机理。方法:选择5组相同组分、不同比例的玻璃陶瓷原材料,经"白榴石微晶化"热处理工艺加工,制成含有不同白榴石含量的K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷试件;用单边切口弯曲梁法测试样品的断裂韧性,计算断裂韧性值;分析样品的显微结构和测定白榴石含量;对5组样品的白榴石含量和断裂韧性值数据进行相关回归统计学分析。结果:白榴石晶粒约1.0μm、在玻璃基质中分布均匀;K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷的断裂韧性与白榴石含量有相关关系。结论:白榴石含量对K2O-Al2O3-SiO2系统牙科玻璃陶瓷的断裂韧性有明显影响,在一定范围内,该陶瓷的断裂韧性随白榴石含量增高而增大。

Bi_2O_3-Ga_2O_3-CdO系统玻璃的Raman光谱和X射线光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和Raman光谱研究了Bi2 O3-Ga2 O3-CdO系统玻璃的结构 .Raman光谱曲线被分离成 6个谱带 ,4条谱带分属于不同键长的Bi—O振动 ,一条谱带属于Ga—O振动 .Bi2 O3-Ga2 O3 二元系统玻璃的Raman散射最强峰位于 40 0～ 42 0cm- 1 ,当Ga3 + 离子被Cd2 + 离子取代后 ,Raman散射最强峰移向 5 95～ 6 30cm- 1 .随着Ga2 O3 含量的增加 ,位于高波数属于Bi—O振动的 2条谱带强度降低并朝低波数移动 ;位于低波数属于Bi—O振动的 2条谱带强度增加并朝高波数移动 ,添加CdO则出现相反的效应 .X射线光电子能谱显示出非常低的O1s电子结合能 ,甚至低于碱硅酸盐玻璃中非桥氧的O1s电子结合能 ,并且不可能分为桥氧和非桥氧 ,O1s和Bi4f的电子结合能都随Ga2 O3

Sb_2O_3添加对P_2O_5-ZnO系统玻璃的结构与析晶性能的影响

采用熔体冷却的方法制备了xSb2O3-（70-x）P2O5-30ZnO（x=0~40mol）系统无铅易熔玻璃。利用DTA、IR、XRD等方法研究了Sb2O3添加对P2O5-ZnO系统玻璃结构及性能的影响。结果表明,在P2O5-ZnO系统玻璃中加入适量的Sb2O3,能加强玻璃的网络结构,增加玻璃的析晶活化能,抑制玻璃析晶,提高玻璃的热力学稳定性。当Sb2O3过量时,Sb2O3浓度增加,Sb3＋与P5＋争夺游离氧导致分相,从而诱导玻璃析晶,降低玻璃的稳定性。当Sb2O3摩尔分数为25%时,玻璃性能稳定。

SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-R_2O系统逆性玻璃中TiO_2耐碱二重性的探讨

通过测定SiO2 TiO2 Al2 O3 R2 O系统逆性玻璃的耐碱性及由玻璃转入碱侵蚀液中的SiO2及TiO2 的量 ,分析了TiO2 在玻璃耐碱性上的二重性 ,得出氧化物自身的耐碱性与氧化物对玻璃耐碱性的影响是

SrO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的晶化行为及性能

通过改变玻璃成分,在不同的热处理制度下制备SrO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,用DTA、XRD、SEM等手段对该系统微晶玻璃材料的析晶过程进行了研究。在此基础上,讨论了晶化行为对微晶玻璃的热学及力学性能的影响。结果表明:材料的热学性能及力学性能与玻璃成分及热处理制度密切相关。可以找到某一确定组分的基础玻璃,经过较低的核化温度与较高晶化温度热处理后,能够得到力学性能优良、热学性能较好的微晶玻璃材料。

玻璃组成对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃膨胀系数的影响

以Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的标准样的组成为基础配方,改变玻璃组成中各种氧化物的含量,采用传统的熔融法制备了Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,利用SEM、XRD、DTA及热膨胀系数测定等分析手段,重点研究了玻璃组成中Li2O、Al2O3、SiO2的含量对微晶玻璃热膨胀系数的影响。研究结果表明:在标准试样的基础上,改变Li2O的含量,对热膨胀系数影响很大;热膨胀系数随Al2O3含量增大而增大,而SiO2含量的变化,对热膨胀系数影响不大。