非晶合金条带的爆炸焊接

 报道了利用爆炸焊接技术对铁基、铁镍基非晶合金条带（厚度约25 μm）进行单层和多层爆炸焊接的结果。金相分析结果表明，条带间相互结合良好；X光衍射结果说明，焊接后的条带仍保持非晶态，即使采用表面已有部分晶化德条带进行焊接，焊接后仍转化为非晶态。这说明在焊接过程中条带表面已发生熔化，且冷却速度也可达10⁶ K/s量级。     

多层非晶薄带爆炸焊接温度场模型

 从非晶合金形成的特点出发，结合爆炸焊接传热的特殊性，提出用一种方波形温度场模型来解释非晶薄带爆炸焊接后能保证非晶态的原因。结果表明此模型符合非晶薄带爆炸焊接的实际情况。     

爆炸焊接斜碰撞过程的数值模拟

 借助动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA 11.0,建立了考虑材料强度的流体弹塑性力学模型,运用光滑粒子流体动力学（SPH）方法,对爆炸焊接斜碰撞过程进行了数值模拟。界面波和射流的模拟结果与爆炸焊接生产实际中的现象较为吻合,说明采用SPH方法对爆炸焊接斜碰撞过程进行模拟研究是有科学价值的。     

非晶态碳薄膜对金属二次电子发射的影响

非晶态碳薄膜由于具有极低的二次电子发射系数(secondary electron yield, SEY),在真空微波器件与设备异常放电领域引起了广泛关注.然而,非晶态碳薄膜对二次电子发射影响的动态过程及微观机理仍缺乏了解.本文采用Monte Carlo方法,建立了Cu表面非晶态碳薄膜的二次电子发射数值模拟模型,能够精确地模拟电子与薄膜及基底材料的散射及二次电子发射的微观物理过程.结果表明,随着薄膜厚度从0 nm增加至1.5 nm时, SEY峰值下降了大约20%;继续增大厚度, SEY峰值不再下降.然而,当薄膜厚度大于0.9 nm时,SEY曲线呈现出双峰形态,但随着薄膜厚度增加至3 nm,第二峰逐渐减弱甚至消失.电子散射轨迹和二次电子能量分布结果,表明这种双峰现象是由于电子在两种材料中散射所致.相比以往模型,所提模型考虑了功函数的变化以及界面势垒对电子散射路径的影响.该模型从微观层面上解释了SEY曲线双峰现象形成的原因,相关的计算结果为非晶态碳薄膜对SEY的抑制规律提供了理论预测.     

纳电子器件中的超低介电常数材料与多孔SiCOH薄膜研究

65nm以下线宽的纳电子器件，要求采用介电常数k小于2的超低介电常数材料作为层间和线间绝缘介质，等离子体增强的化学气相沉积技术制备的硅基纳米多孔薄膜，提供了实现k〈2的可能性，多孔SiCOH薄膜成为最具希望的候选材料，但是，纳米孔的引入带来了材料其他性能恶化、集成工艺困难、薄膜微结构分析等许多新问题．文章介绍了多孔SiCOH（超）低k薄膜研究的主要进展及面临的挑战．     

Ga30Sb70/Sb80Te20纳米复合多层薄膜的相变特性研究

采用磁控二靶(Ga₃₀Sb₇₀和Sb₈₀Te₂₀)交替溅射方法制备了新型Ga₃₀Sb₇₀/Sb₈₀Te₂₀纳米复合多层薄膜, 对多层薄膜周期中Ga₃₀Sb₇₀层厚度对相变特性的影响进行了研究. 结果表明, 多层薄膜的结晶温度可以通过周期中Ga₃₀Sb₇₀层厚度进行调节, 且随着Ga₃₀Sb₇₀层厚度的增加而升高. Ga₃₀Sb₇₀/Sb₈₀Te₂₀纳米复合多层薄膜的光学带隙随Ga₃₀Sb₇₀层厚度的增加而增大. 采用皮秒激光脉冲抽运光探测技术研究了多层薄膜的瞬态结晶动力学过程, 利用不同能量密度的皮秒激光脉冲可以实现Ga₃₀Sb₇₀/Sb₈₀Te₂₀多层薄膜非晶态和晶态的可逆转变.     

TiAlON系薄膜材料的椭偏研究

 对新型太阳能用薄膜材料TiAlON材料进行了椭偏研究。采用Cauchy,Lorentz和Tauc Lorentz模型对绝缘性TiAlON薄膜的椭偏测量结果进行了模拟,得到了薄膜的光学常数。通过比较色散模型及薄膜结构在不同波段的应用情况,说明Tauc Lorentz模型更适合于从紫外到近红外宽光谱的拟合。结果表明光谱椭偏术可以作为表征TiAlON材料系的可靠手段,是进一步表征多层膜系光学性质的基础。     

非晶态多层调制膜

一提起超晶格或多层调制膜,人们自然会联想到超高真空技术和分子束外延设备.这对经费不多的研究工作者来说,只能望洋兴叹.近几年来,随着非晶半导体薄膜材料及器件的迅速发展,许多实验室已经可以获得高质量的非晶硅(氢)薄膜.其带隙态密度低于1016/cm3.在这个领域内领先的实验物理学家们又获得了令人惊奇的新成就──非晶态多层调制膜及其器件研制成功.它既不需要昂贵的设备,也不需用十分复杂的技术.由于非晶态多层调制膜具有可控制的周期性组分,又可以淀积在预先加工成型的衬底上,所以它已成功地用于斯坦福大学同步辐射光源和医疗方面作为X…     

非均匀基底上三维薄膜生长的模拟研究

考虑原子在基底表面的扩散、沿岛周界的扩散和不同层间的扩散以及非均匀基底上表面吸附能分布的各向异性，建立起非均匀基底表面上原子扩散和三维薄膜生长的动力学蒙特卡罗模型.模拟得到在不同生长条件下出现的层状生长、岛状生长和混合生长三种生长模式和相应的多层薄膜生长形貌图.通过统计三维薄膜中原子在各层的分布，计算薄膜的表面粗糙度，得到薄膜生长模式与生长条件之间的关系. 关键词： 薄膜生长 非均匀基底 动力学蒙特卡罗模拟     

梯度穿缝型双孔隙率多孔材料的吸声性能

在传统单一孔隙率多孔材料中引入宏观尺度的周期性梯度穿缝结构设计,构造出梯度穿缝型双孔隙率多孔材料,其包含多孔材料基体微孔尺度与穿缝尺度两个尺度。采用分层等效的理论建模方法,将复杂梯度渐变问题变为多层均匀等效层叠加问题。针对不同特征尺寸的多孔材料薄层,分别采用低、高两种渗透率对比度双孔隙率理论,给出了其等效密度和动态压缩系数,再应用传递矩阵方法得到了相邻薄层之间的声压和质点速度传递关系并求得其表面声阻抗,从而建立了梯度穿缝型双孔隙率多孔材料的吸声理论模型。发展了多尺度材料声学有限元数值模型,在所考虑的100~3000 Hz频段范围内数值模拟结果完全吻合理论模型结果。理论与模拟分析了多尺度结构参数对双孔隙率多孔材料吸声性能的影响,结果表明引入多尺度梯度结构设计能够显著提高单一孔隙率多孔材料的吸声性能,且穿缝尺度比穿缝梯度影响更为显著;精细数值模拟获得的声压和能量密度分布云图揭示了多尺度结构设计的吸声增强机制。该工作可用于指导双孔隙率多孔材料的多尺度结构设计,从而提高多孔材料的中低频吸声性能。      

多层非晶薄带爆炸焊接实验设计

 非晶材料的高强度及其对温度的敏感性,导致爆炸复合制备非晶块体时下限较大而上限较小,使得焊接窗口较窄。通过对非晶薄带涂铜以降低表面硬度,分析表明其不仅能降低下限,同时使高速撞击产生的热量主要集中在涂层上,减小非晶薄带的受热影响区域;再利用损伤力学的思想,在装置设计时采用增设缺陷的方法,以削弱到达焊接界面的反射拉伸波强度,提高焊接上限;降低的下限和提高的上限能使焊接窗口有效地扩大,从而使爆炸复合制备非晶块体易于实现。     

Metallic glass coating on metals plate by adjusted explosive welding technique

Using an adjusted explosive welding technique, an aluminum plate has been coated by a Fe-based metallic glass foil in this work. Scanning electronic micrographs reveal a defect-free metallurgical bonding between the Fe-based metallic glass foil and the aluminum plate. Experimental evidence indicates that the Fe-based metallic glass foil almost retains its amorphous state and mechanical properties after the explosive welding process. Additionally, the detailed explosive welding process has been simulated by a self-developed hydro-code and the bonding mechanism has been investigated by numerical analysis. The successful welding between the Fe-based metallic glass foil and the aluminum plate provides a new way to obtain amorphous coating on general metal substrates.     

非晶调制多层膜Nb/Si中的互扩散研究

利用原位Ｘ射线衍射技术得到非晶调制多层膜Ｎｂ／Ｓｉ中的互扩散系数与退火温度的关系，调制周期Ｌ＝３.２ｎｍ的非晶调制多层膜是用粒子溅射方法制备的．温度范围为４２３—５２３Ｋ的有效互扩散系数通过原位测量多层膜的一级调制峰强度与退火温度之间的关系而得到．利用缺陷陷阱延迟扩散机制解释了所得到的扩散系数与退火温度的关系．建立了可以解释较小前置系数的模型 关键词：     

Ni在非晶Si中扩散机制的原位X射线衍射研究

通过对非晶Ni和Si多层组分调制膜(ML)中Ni和Si互扩散规律的原位X射线衍射法研究,考察了金属Ni在非晶Si(a-Si)中的扩散现象。得到了较低温度下Ni在非晶Si中扩散系数及规律,并且提出了Ni在a-Si中受非平衡缺陷延迟的间隙扩散机制。这个扩散模型较好地解释了Ni在a-Si中的扩散。 关键词：     

On the combined heat transfer in the multilayer non-gray porous fibrous insulation

A detailed numerical modeling is performed to investigate coupled heat transfer of natural convection, radiation and conduction in high-temperature multilayer thermal insulation (MTI), which consists of high-porous, non-gray semitransparent fibrous materials and reflective foils. Radiation within fibers, radiation between fibers and the reflective foils, conduction within fibers and convection from the fibers to the surrounding fluid are considered. Macroscopic (porous media) modeling is used to determine velocity, pressure and temperatures fields for fibrous insulation with a random packing geometry under natural convection, whereas the radiative transfer equation (RTE) is used to solve the radiative heat flux for non-gray materials. Key features of the macroscopic model include two-dimensional effects, non-gray radiative exchange, and the relaxation of the local thermodynamic non-equilibrium (LTNE). This model was validated by comparison with experimental data and it was used to investigate natural convection of coupled heat transfer in multilayer insulation, numerical results showed that natural convection is more likely to occur when the heated/cooled rate is low, while natural convection can be ignored in simulating steady-state coupled heat transfer in MTI.     

复板静载弯曲挠度对爆炸焊接参数的影响

 爆炸焊接是利用炸药爆轰压力工作的固态焊接技术，广泛应用于制造层状金属复合材料。但对薄复板施焊安装过程中，薄板在自重及炸药重量作用下将发生弯曲。基于弹性力学薄板理论，得出了复板受均布载荷作用下产生的挠度及转角表达式；又通过分析爆炸焊接过程中的基、复板的运动参数，结合再入射流形成的声速限条件、流动限条件，推导出爆炸焊接时射流形成的预置角范围；最后将两者结合推导出在给定复板材料及长、宽的条件下，成功施焊所要求的复板最小厚度。     

Effect of the amorphous thin layer on the surface growth of amorphous/crystalline binary multilayer films

The effect of the amorphous thin layer on the surface growth of amorphous/crystalline binary multilayer films has been studied by using a continuum model. It is shown that both the surface roughness and the growth exponent of amorphous/crystalline binary multilayer films decrease with increasing thickness ratio between amorphous and crystalline layers. Our simulations have also revealed, in contrast to the monotonous rise in surface roughness observed in single-layer films grown on flat substrates, the surface growth of a multilayer film consists of two processes: interface smoothing and roughening, namely the film roughness decreases during the growth of amorphous thin layers but increases monotonously during the growth of crystalline thin layers. The observed interface smoothing and roughening can be obviously influenced by the change in the thickness ratio between amorphous and crystalline layers. The rise in thickness ratio between amorphous and crystalline layers enhances the interface smoothing effect but lowers the interface roughening effect and consequently shows a marked smoothing effect on the surface roughness.