Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃表面粗糙度对纳米硬度测试的影响

 介绍了纳米压痕测试技术的基础理论及纳米压痕法常用的Oliver -Pharr方法的计算原理。采用纳米压痕试验测得不同表面粗糙度的Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃样品的纳米硬度、弹性模量和载荷-位移曲线。结果表明样品表面粗糙度会降低纳米压痕测试结果的稳定性、准确性和可靠性：样品表面粗糙度越小,测得的纳米硬度和弹性模量值波动越小,载荷-位移曲线重合性越高。随着最大载荷的增大,测得的弹性模量逐渐减小,其原因是压痕边缘材料发生了塑形变形。在超光滑表面样品（Ra=0.9 nm）上测得较为准确的Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃纳米硬度和弹性模量值分别为8.8 GPa和7.79 GPa。纳米压痕测试结果的重合度对于评价超光滑表面完整性研究具有指导意义。     

彩色透明微晶玻璃的吸收光谱

在Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃中掺入少量晶核剂TiO2,ZrO2,P2O5，再掺入稀土离子和过渡金属离子作为着色剂，在高温下溶制得到彩色透明玻璃，对上述玻璃进行微晶化处理，用差热分析（DTA）确定其晶化温度，测定与讨论了所获彩色透明微晶玻璃在紫外波段至近红外波段的吸收光谱特性，研究结果表明，玻璃微晶化后，由于基质玻璃对光的微弱散射，引起吸收的增强，但不改变稀土离子和过渡金属离子的本征吸收峰位。     

K2O-ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系掺Cr3+透明莫来石微晶玻璃的研究

采用了X射线衍射、透射电镜和吸收光谱及荧光光谱技术研究了K2O－ZnO-Al2O3-B2O3－SiO2系掺Cr^3 玻璃的析晶性能和光谱。研究结果表明：在K2O－Al2O3-B2O3-SiO2系掺Cr^3 玻璃的基础上引入ZnO后，析晶性能明显改善；析晶温度降低，析出的纳米莫来石微晶均匀、规则；微晶玻璃的发光强度明显增强。     

新型硬盘基板微晶玻璃的晶核剂研究

采用差热分析(DTA)、X-射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段研究了P2O5、TiO2、ZnF2作为晶核剂对Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系统微晶玻璃形核和晶化的影响。结果表明:P2O5晶核剂能获得小尺寸的晶粒,晶型为球形或多面体形,析晶的可控制性良好;TiO2晶核剂析晶温度较高,析晶强烈,形成条状细晶;ZnF2晶核剂能获得小尺寸球状晶粒,析晶温度较低,但对温度过于敏感。P2O5作为晶核剂可以获得理想小晶粒的透明微晶玻璃,从而适合于用作新型硬盘基板。     

TiN薄膜在纳米压痕和纳米划痕下的断裂行为

利用磁控溅射方法在Si(111)衬底上制备了具有(111)和(222)择优取向的TiN薄膜. 用纳米压痕和纳米划痕方法研究了该薄膜的变形和断裂行为. 用扫描电子显微镜、纳米压痕原位原子力显微镜及原位光学显微镜并结合加-卸载 曲线及划痕曲线获得了薄膜发生变形和断裂的微观信息. 在压痕试验中, TiN薄膜在压入深度为200 nm时表现为塑性变形及压痕周围的局部断裂, 随着压入深度的增大, 塑性变形和局部断裂变得越显著, 当最大压入深度达到临界值1000 nm时, 薄膜和衬底间发生了界面断裂. 在划痕实验中, 100 mN及200 mN的最大载荷均可以引起界面断裂. 最大为200 mN的载荷使得薄膜发生界面断裂的位置比用100 mN载荷时的位置提前, 但其临界断裂载荷和100 mN时及压痕实验时的临界界面断裂载荷基本相同. 关键词： TiN薄膜 纳米压痕 纳米划痕 界面断裂     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统微晶玻璃受控析晶分析

应用DTA,XRD,SEM等手段研究了Li2O_Al2O3_SiO2_P2O5系统微晶玻璃的析晶过程和相组成。采用模拟计算方法考察了不同的析晶条件。引入适量的Al2O3等难熔物组分来改变析晶条件及残留玻璃相的组成和粘度。通过抑制主晶相(Li2O.2SiO2)晶粒的生长,最终获得了晶粒尺寸为0.1~0.3μm的透明微晶玻璃。     

飞秒激光诱导Li2O-Nb2O5-SiO2玻璃析晶拉曼谱研究

通过使用波长 800nm、重复频率 250kHz的飞秒激光脉冲聚焦进Li2O-Nb2O5-SiO2组分的玻璃内部,空间选择性诱导出铌酸锂微晶.为了进一步地研究辐照区域晶体的生长机制,使用显微拉曼光谱仪分析了玻璃样品辐照区域不同位置的结构变化.研究表明,在飞秒激光辐照一段时间后的聚焦区域,由于非线性效应和热累积效应形成了一个高温辐射梯度场,在激光辐照中心区域超过玻璃的析晶温度而促使玻璃熔融析晶.     

纳米压痕条件下 MgB2 超导块材的压入力学行为研究

本文采用纳米压痕技术对固相烧结法制备的 MgB2 超导块材进行压入力学实验, 对不同压深的载荷-位移曲线和纳米压痕数据的再现性进行了分析, 实验数据使用 Oliver-Pharr 方法计算得出 MgB2 的硬度值, 借助经验方程拟合纳米压痕蠕变曲线求得蠕变速率敏感指数(m ) . 结果表明, 微观结构不均匀性会对材料在压头压入过程中抵抗外力作用时产生影响, 使压痕数据再现性变差; MgB2 的硬度表现出尺寸效应, 即随着压入深度的增加硬度逐渐下降;m 值随压入深度增加而增加是位错滑移速度加快的结果.     

热处理对Li2O-Al2O3A-SiO2系统玻璃性质的影响

测量了线性升温热处理后Li2 O Al2 O3 SiO2 系统零膨胀微晶玻璃V0 2的性质变化。在一个较小的温度区间内 ,玻璃物理性质由于相变而出现显著变化。折射率增加 175× 10 -4、密度增加 0 .0 94g/cm3 、热膨胀系数降低4 1× 10 -7/℃、努普 (Knoop)硬度增加 18.6MPa、线收缩达 1.12 %。短波区透射率随着热处理温度的升高先出现下降而后再次上升。实验结果为大尺寸微晶玻璃毛坯的晶化工艺过程提供有实用意义的建议     

单点金刚石飞切KDP晶体表面缺陷深度的研究

基于印压断裂力学理论分析了磷酸二氢钾晶体表面缺陷面积与中位裂纹深度的关系.在刀具参量和主轴转数一定的情况下,采用不同切削深度和进给速率对磷酸二氢钾晶体进行单点金刚石飞切加工实验,并计算晶体表面单位面积缺陷的占比系数.实验结果表明,晶体表面缺陷深度与面积占比系数成正相关,与理论分析结果相符,进而提出了利用计算晶体表面缺陷占比系数估测缺陷深度的方法.最后基于该方法得到高效率切削步骤,并加工获得了表面粗糙度算术平均值优于5nm的超光滑晶体表面.     

Fracture force analysis at the interface of Pd and SrTiO3

The objective of this work is to develop an experimental indentation based method to determine the fracture force at the interface of Pd thin films and SrTiO₃ perovskite substrate. This paper reports on the results obtained for indentation into Pd thin films which were deposited in various thicknesses from 20 nm to 200 nm under vacuum and 300 °C substrate temperature by an electron beam physical vapor deposition. Initially, the relation between grain size, elastic module and hardness was considered as a function of film thickness. Thereafter, in developing new method, oscillating indentation was performed with different applied forces and oscillating times in order to measure the critical fracture force in each thickness. The effect of oscillating time on plastically deformed regions surrounding an indentation was schematically explained in conjunction with variation of oscillating time to determine the interfacial properties of the Pd thin film. Furthermore, the accuracy of the critical fracture force was ensured by applied force versus piling up height plot. The method is validated experimentally for the soft thin films over the hard substrate. However, further study would be essential to measure the film adhesion by means of fracture force at the interface.     

用相图原理研究玻璃结构和性质 (Ⅱ)核磁共振谱研究锂硼硅、镉硼锗和锂硼碲玻璃结构

本文在以前工作的基础上,用电子计算机计算了Li_2O-B_2O_3-SiO_2,CdO-B_2O_3-GeO_2和Li_2O一B_2O_3-TeO_2三元玻璃系统的NMR数据(N_(BO_4)),和实验结果相比较,根据相图原理,提出了一种新的玻璃结构模型,即相图模型.作者认为:玻璃和晶体具有相似的结构,多成分玻璃则是由相图中最邻近的同成分熔融化合物组成的混合物,且各化合物的量可按“杠杆原理”计算,即相图模型.对于未知相图的三元系统,在相图模型的基础上,作者作了一些简单的假设并进行修正.     

Al2O3陶瓷涂层尖端受载下的声发射信号参量分析

为了考察再制造零件涂层结合强度检测仪评价涂层结合强度的可行性,以Al₂O₃陶瓷涂层为研究对象,在涂层表面进行压入试验,提取并分析了试验过程中声发射信号中的幅度、计数、能量与有效值电压(RMS)特性参数的时间分布曲线,读取了声发射信号突变点的波形,观测了压痕处涂层截面微观形貌。结果表明,声发射信号出现明显突变时,涂层界面确实产生了开裂失效。采用此检测设备可以有效诱导、界定涂层界面的断裂失效,声发射信号可以作为涂层开裂的临界判据,其中幅度的时间分布更能体现出Al₂O₃陶瓷涂层在压入过程中的裂纹萌生至涂层断裂的扩展过程;能量值对涂层的失效更为敏感,最为适合评价涂层的结合强度。      

Mg掺杂对Li(Co,Al)O2电子结构影响的第一原理研究

基于密度泛函理论的第一原理赝势法，研究了Mg在Li(Co，Al)O2中掺杂前后的电子结构的变化.通过能带和态密度的分析,发现Mg掺杂后在价带中引入了电子空穴，同时价带展宽，这两个电子结构的显著变化是引起Li(Co，Al)O2导电率提高的主要机理.通过对Co3d电子态密度的分析发现，在二价Mg掺杂后，Li(Co，Al)O2中的Co价态升高，介于Co3+和Co4+之间.从能带计算出发，进一步定量给出了Co和O的平均价态的变化. 关键词： Li(Co Al)O2 电子结构 第一原理 电导     

锂分子2~3π_g-a~3∑_u~+受激扩散带辐射线型的理论计算

本文利用由RKR方法计算得到的锂分子2~3∏_g态和a~3∑_u~+态(束缚部分)的势能曲线求解振动薛定谔方程,获得了2~3∏_9—a~3∑_u~+跃迁的F-C因子,自发辐射系数,进而计算了该跃迁的荧光强度和受激辐射带强度的光谱分布,其结果与实验测得的由双光子激发锂分子产生的受激扩散带辐射相吻合.     

掺镁铌酸锂晶体的缺陷结构及其结晶化学分析

根据铌酸锂晶体本征缺陷的Ｌｉ空位模型，提出了掺镁铌酸锂晶体的缺陷结构模型；计算出了掺镁铌酸锂晶体中Ｌｉ_２Ｏ，Ｎｂ_２Ｏ₅的含量、［Ｌｉ］／［Ｎｂ］比以及晶体的密度随掺镁浓度的变化关系．计算结果与文献中报道的实验结果相符合 关键词：     

铝硅酸盐Raman活性分子振动解析

分别测定了蓝晶石、红柱石和硅线石三种铝硅酸盐天然矿物晶体以及K₂O-Al₂O₃-SiO₂三元铝硅酸盐玻璃的Raman光谱。构建了一组硅铝四面体聚集体结构模型,采用量子化学自洽场分子轨道从头计算的方法计算了其Raman振动频率。分析研究了上述Raman光谱振动特征,确定了特征谱峰的归属,解析了铝对铝硅酸盐Raman活性分子振动特征的影响。结果表明,随四配位铝的增加,导致800～1 200 cm-1波数区间内谱峰频率降低,该区间的谱峰是Si—O_nb间非桥氧对称伸缩振动引起的,其中不含Al—O振动;700～800 cm-1区间内出现的谱峰归属于Al—O_nb间非桥氧的对称伸缩振动。