氩气流速对400mm大直径磁场直拉单晶硅固液界面、热应力及氧含量的影响

大直径化是太阳能光伏用单晶硅发展的趋势之一。由于炉体结构的增大，炉内气体流场的变化对晶硅生长过程产生了一定的影响。本文采用CGSim晶体生长软件，系统分析了氩气进口流速对固液界面，热应力和晶体氧含量的影响。结果表明，随氩气流速的增加，固液界面高度逐渐下降，当氩气流速为中等范围时，固液界面波动最低，有利于提高拉晶过程的稳定性；另一方面，三相交界处热应力最大值随氩气流速的增加而降低，固液界面热应力波动幅度随氩气流速的增加而增加，综合两方面考虑，确定采用中等氩气流速（0．9—1．5m·s-1）工艺可有效避免断晶等缺陷的发生。同时，在中等氩气流速范围内，晶体中心处的氧含量下降至6．55×10^17m／cm3（氩气流速为1．5m·s-1时），与低氩气流速时相比，氧含量降低了18％。

2A12与2A11铝合金超声波焊接工艺与组织研究

对2A12-T3和2A11-O铝合金进行了超声波焊接,研究了不同超声波焊接工艺参数对焊接界面结合状况的影响。采用扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜研究了焊接界面的组织结构。结果表明,当超声波焊接振幅为30μm,焊接时间为0.2s,焊接界面结合状况较好,焊接界面的线性焊接密度接近100%。氩气保护也会对线性焊接密度产生影响。当焊接振幅为15μm时,氩气保护可提高线性焊接密度;但当焊接振幅为30μm,氩气保护对线性焊接密度无明显影响。超声波焊接过程中,焊接界面上产生波纹和漩涡状塑性流动,发生动态回复和连续动态再结晶,形成由位错缠结、位错胞、亚晶和细小晶粒组成的焊接界面组织。

超(超)临界火电用奥氏体不锈钢Super304的焊缝组织结构

对奥氏体不锈钢Super304进行氩弧焊试验,并分析其焊缝组织结构.结果表明:当采用直流电流210 A进行焊接时,所得焊缝纹路整齐,没有出现裂纹、变形等缺陷,其组织为奥氏体和少量颗粒状Nb的碳化物,腐蚀后呈枝晶状和网状;焊缝和基体过渡均匀,没有出现明显的热影响区,焊缝附近的基体晶界中没有发现Cr的析出相,但焊缝组织中Cr元素分布不均匀.

聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面结构以及结晶形态的研究

本文采用扫描电子显微镜观察经氩等离子刻蚀后PEEK/碳纤维复合材料的界面层结构和PEEK树脂的结晶形态。无论是从熔体还是从橡胶体结晶,PEEK树脂的结晶都是从碳纤维表面诱导开始,最后形成横穿晶体结构。在高碳纤维含量的复合材料中,PEEK的球晶尺寸主要由碳纤维之间的距离控制,受温度的影响较小。在PEEK/碳纤维复合材料的结晶过程中,第一片晶片在碳纤维表面取向生长方式为:晶体的ā轴(厚度方向)平行于维纤径 向。b轴(晶片生长方向)与纤维最小圆截面的切线重合,(?)轴(垂直晶片平面的方向)平行于纤维轴向。由于球晶成核过程是取向生长,因而生成的球晶也按一定的方式取向。

Ar^+刻蚀对MoS_2润滑膜分子结构的影响

采用 Ar+ 离子溅射源进行 XPS和 AES剖面分析 ,结果发现 ,Ar+ 对 Mo S2 分子中的 S原子产生“择优”选择刻蚀并随之生成非化学计量比的 Mo Sx,Mo原子被还原 ,Mo3d结合能值向低端位移约 1.7e V.应该注意的是 ,采用 Ar+ 溅射进行 XPS剖面分析时不能确定材料表面和界面元素的化学价态 ,S/ Mo原子比同实验值之间亦存在差异 ,故应采用有关软件对实验结果进行修正 .

基于原子晶体构型的高压固氩中的多体相互作用

X射线衍射实验显示固氩是面心立方(fcc)晶格结构,目前对晶体氩的研究只限于两体,三体以及四体相互作用势.本文利用多体展开方法和超分子单、双(三)重激发耦合簇理论(CCSD(T))对固氩fcc晶格结构的三体和四体的几何构型、几何参数、不同体积下所有三体和四体构型的势能以及各构型所占比例等几个方面进行了准确的量子化学计算.结果表明:所有三体构型中对总的三体势能贡献最大的是构型1、构型6、构型12和构型23;三体势及其交换部分和色散部分的计算结果与现有解析经验势在长程部分符合得非常好,但在短程部分有较小差异.所有的四体构形中对总的四体势能贡献最大的是构型1,构型2,构型4,构型5,构型7和构型8;四体势及其交换势部分和色散部分的计算结果尚无解析经验势可比较.利用这些特殊构型的相关数据并结合其它构型,可拟合出更准确的三体经验势函数及其参数,也为拟合四体经验势函数及其参数提供了重要的参考价值.

氩氦刀的原理与应用中的优势和不足

氩氦刀是目前肿瘤治疗的新方法,其原理是通过组织细胞急冻急升温的方法实现的,比手术、化疗、放疗治疗方法简单,副作用小,费用低。但也存在冷冻后的问题,其适应证也受到限制。

暗物质地下探测的前沿技术预研2013年年度报告

“暗物质地下探测的前沿技术预研”主要研究内容是综合前一阶段惰性液体探测器方案、晶体探测器方案、过热液滴探测器方案均基本按计划进行：惰性液体探测器方面,实现液氩模型探测器系统的搭建,实现低温系统、氩气液化、模型探测器系统密封与检测、TPB波长位移板镀膜、高纯氩气纯化、单相液氩发光并探测,为下一步研究、发展液氩探测技术,研究相关探测器参数,实现液氩探测器在锦屏进行地下暗物质的探测打下了基础;并将进一步研究单相液氩探测器的相关参数,研究两相探测方案;晶体探测器已利用北京大学中子束流的进行了n/gamma的相关测试,测试结果表明探测系统、方法工作正常,本底可控,并可以进一步预期使用原子能院更高（3~4个量级）强度束流测试将可达到比较好的测试结果,并实现对晶体n/gamma鉴别能力的定量测量,以确定晶体探测器方案的本底;同时我们将进行18 kg晶体模型探测器的最后组装及测试工作,研究探测器耦合介质、探测器响应、本底水平等;晶体探测技术成熟,大质量的晶体探测器在暗物质探测的截面测量方面仍有一定的优势,特别是在质子自旋相关的暗物质探测方面有显著的优势;过热液滴的气泡探测技术仍然在不断地进步中,截止目前,该课题组已发展并使用放射源测量了过热液滴探测器,实现了探测器对中子的灵敏响应、对gamma的惰性响应;研究了气泡探测器声音信号的频谱特征,设计并初步开发了信号的声频识别系统。我们将继续跟踪国际最新动向,发展相关探测、识别技术。

制备MnO纳米颗粒的新方法

以碳酸锰在氩气中的热重分析为理论依据,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对碳酸锰在氩气中热分解最终产物进行分析.研究结果表明：碳酸锰在氩气中的热分解过程可以分为：（1）在300℃前,碳酸锰的质量损率失约7.5%,此过程是碳酸锰因受热而失去吸附水或者结晶水;（2）在300-500℃之间,失去吸附水或者结晶水的样品质量损失率最大,其质量损失率约为30%,其热分解产物为粒径约为50 nm左右的MnO球形颗粒.

纳米单晶氩扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法对纳米单晶氩的扩散性质进行了模拟研究。采用L-J12-6势函数描述氩原子势,半步长的Leap-frog算法求解运动方程,Berendsen热浴法调温,P-R方法调压,在充分弛豫后进行扩散模拟的时间为100 ps,计算得到了10个恒定温度下原子均方位移(MSD)与时间(t)的关系曲线。根据MSD-t曲线特点,分为初始阶段和稳态阶段2个阶段进行数据处理。利用Einstein关系求出了稳态阶段的扩散系数D,由Arrhenius表达式求出了纳米单晶氩的稳态扩散常数D0为0.100 004 509 m2/s、稳态扩散激活能Q为4.848 81×10-21J。

纳米单晶氩机械拉伸性质的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法对纳米单晶氩杆进行了机械拉伸变形和断裂的模拟研究。在拉伸过程中可以观察到原子位错,间隙的形成,裂纹的出现,以及后来的断裂分离等现象,与宏观的拉伸试样相似。MD模拟的拉伸试样的真实应力应变图显示,纳米单晶氩杆随着应变的增加应力略有增加,超过某一应变值后,应力急剧增加到最大值。随后,在加载速率较大时试样突然脆性断裂,在加载速率较小时应力却有一个突然的下降变负过程。这说明加载速率对材料的强度影响很大,当加载速度分别为2.16m/s和6.49m/s时,纳米单晶氩材料相应的断裂强度为2.6GPa和6.6GPa。纳米单晶氩材料在断裂前经历了一个较大的塑性变形过程,但其断裂方式却是完全脆性的。另外,纳米单晶氩材料在自由边界条件下充分弛豫后在垂直于拉伸的方向有轻微的收缩,不同于Al,Cu,Ni等具有FCC晶格结构的纳米单晶材料由于内力的作用引起轻微膨胀。

Si_(1-x)Ge_x单晶用热系统改进

阐述了对原GaAs单晶拉制用LEC单晶炉热系统进行改造使其适于Si1-x Gex单晶生长的过程。借助数值模拟的方法分析了晶体生长区域内的温度分布情况,并通过分析发现了原有热系统的不足。重新对原热系统进行了改造,添加了起到保温和氩气导流作用的热屏和上保温装置,使原来的敞开式热场变为密闭式热场,满足了Si1-x Gex单晶拉制的要求。通过具体实验和数值模拟结合,分析了氩气流场及不同流场对晶体生长的影响,发现并改进了单晶炉的氩气供给装置存在的问题。

氩离子束对BaO-TiO2-SiO2玻璃性能的调控

采用传统方法制备BaO-TiO_2-SiO_2(BTS)三元玻璃体系,利用氩离子束对BTS玻璃进行辐照,通过差热分析、拉曼光谱分析和电子显微分析等方法,研究不同辐照条件下BTS玻璃体系的析晶程度、压电性能和硬度的变化。结果表明:当氩离子束辐照能量为5 keV时,随着氩离子束辐照时间的增加,BTS玻璃的析晶程度、压电系数、显微硬度均增加,且辐射后的玻璃表面变平滑,辐照后生成的微晶体主要成分是Ba_2TiSi_2O_8。当氩离子束辐照能量为30 keV,短时间大剂量的辐照情况下析出Ba_2TiSi_2O_8多晶。

氩气流量对300mm直径单晶硅生长过程中熔体内氧边界层的影响

氧是太阳能级单晶硅中的主要杂质之一,其主要来源于石英坩埚。在晶体生长过程中,熔体对流的强弱对石英坩埚的分解起着至关重要的作用。本文采用CGSim晶体生长软件,系统分析了氩气流量与氧边界层的关系。研究结果表明,石英坩埚的分解与氧的边界层厚度有关,而熔体内对流,特别是坩埚壁附近对流的强度对氧边界层会产生显著的影响;通过对固液界面氧含量结果的分析,验证了石英坩埚的分解与侧壁对流的强弱(即边界层的厚度)有关。

高温氩退火对提高Si片质量的研究

首先研究了氩退火对大直径直拉Si单晶表面的空洞型微缺陷的影响。样品在1 200℃下进行退火,退火前后样品上的晶体原生粒子缺陷(COP)利用激光计数器SP1来观察。试验表明Si片经过1 h退火后,表面的COP全部被消除;另外,对样品退火前后的几何参数和金属含量也做了测试,发现样品的几何参数和金属含量都没有明显的变化;最后研究了高温退火对MOS电容栅氧化层性能的影响,结果表明退火前后的样品分别制备为MOS电容,利用斜坡电压法来测试其击穿电压。实验发现,Si片经过1 200℃热处理后,MOS电容的击穿电压有了明显的提高,这表明高温退火工艺能够有效提高栅氧化层的性能。

氩气对金刚石膜碳价键、粒径和表面形貌的影响

为调整微钻表面金刚石薄膜的晶粒尺寸和粗糙度以满足PCB板钻孔的工况要求,调节氩气和氢气流量比,采用热丝化学气相沉积法,以甲烷、氢气及氩气为气源在硅基体上沉积出一系列金刚石薄膜。利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM),分别表征不同氩气流量下制备的金刚石薄膜的碳价键结构、晶面取向、晶粒尺寸和表面粗糙度。结果表明:随着氩气流量增大,金刚石薄膜中的石墨含量呈升高趋势,薄膜趋向(111)晶面择优生长,晶粒尺寸从微米级(1. 27μm)细化至纳米级,薄膜粗糙度先升高后降低,最低为65 nm。研究表明,存在最优的氩气流量使得制备的薄膜具有适宜的结构特点,如碳价键含量高、(111)晶面取向度高、晶粒尺寸小和粗糙度低,可满足PCB板超细钻孔的要求。

Cr^(3+)∶LiSrAlF_6的晶体生长及其激光性能研究

采用坩埚下降法生长了Ｃｒ３＋∶ＬｉＳｒＡｌＦ６（Ｃｒ∶ＬｉＳＡＦ）晶体。以功率为９００ｍＷ，波长为４８８ｎｍ的单线氩离子激光泵浦６ｍｏｌ％的Ｃｒ∶ＬｉＳＡＦ晶体，实现了Ｃｒ∶ＬｉＳＡＦ激光器的飞秒级自锁模运转，得到了脉冲宽度为４０ｆｓ，重复频率为１００ＭＨｚ，平均输出功率为４５ｍＷ的稳定的锁模脉冲序列。用闪光灯泵浦１ｍｏｌ％的Ｃｒ∶ＬｉＳＡＦ激光棒，在输入能量为１２０Ｊ时，得到了１２７０ｍＪ的激光输出，斜效率达２．２７％。

单晶硅拉晶炉富氩尾气回收管道腐蚀原因

通过设备运行情况分析、化学成分分析,研究了单晶硅拉晶炉富氩尾气回收管道的腐蚀原因。结果表明:引起管道腐蚀的原因是真空泵的润滑油在高温下分解产生了氟化氢、硫化氢及氯化氢等多种腐蚀性物质,这些腐蚀性物质溶于冷凝水中,并随着时间的延长逐渐累积,从而造成管道的腐蚀。通过吸附剂吸附、去离子水吸收以及优化管道的材质和壁厚解决了管道腐蚀问题。

氮氩体积流量比对AlN薄膜生长取向、晶体质量及沉积速率的影响及机理分析

采用反应磁控溅射法,在溅射气压、溅射功率和衬底温度恒定的条件下,通过调控氮氩体积流量比,在单晶Si衬底上制备AlN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究氮氩体积流量比对AlN薄膜的生长取向、晶体质量及沉积速率的影响规律并分析其机理。结果显示,提高氮氩体积流量比有利于AlN薄膜(002)择优取向的生长,但过高的氮氩体积流量比会降低薄膜的沉积速率。在溅射气压为5 mTorr(1 Torr=133.3 Pa)、溅射功率为500 W、衬底温度为200℃、氮氩体积流量(cm3/min)比为14∶6时,在单晶Si衬底上可以制备出质量较好的,具有良好(002)择优取向的AlN薄膜。研究结果可为反应磁控溅射制备高质量AlN薄膜提供工艺参数设置规律指导。

磁控溅射氧氩体积流量比对β-Ga_(2)O_(3)薄膜的影响

利用射频磁控溅射在c面单晶蓝宝石(Al_(2)O_(3))衬底上制备Ga_(2)O_(3)薄膜,研究了溅射过程中通入氧气与氩气的体积流量比对经过异位高温后退火处理得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行表征,结果表明β-Ga_(2)O_(3)薄膜沿着■晶面择优生长,具备较好的单一取向性。在氧氩体积流量比约为1∶20时,薄膜的结晶性能相对较好、表面晶粒分布较均匀、均方根粗糙度较小、晶粒尺寸较大。此外,吸收光谱表征结果表明,不同氧氩体积流量比下制备得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜的带隙变化范围为4.53~4.64 eV,在较低氧氩体积流量比下制备的β-Ga_(2)O_(3)薄膜表现出较优的光学性质,在波长200~300 nm内具有较好的吸收特性,表现出良好的深紫外光学特性。