三种变速条件下共晶生长的多相场法模拟

利用多相场模型模拟了共晶合金CBr₄-C₂Cl₆定向凝固变速生长过程，研究了阶跃变速、线性变速以及震荡变速三种变速条件下共晶片层间距的调整以及形态的变化.结果表明：在变速生长过程中，界面平均生长速率与平均过冷度随抽拉速率的变化均产生滞后效应；阶跃增速时，片层间距的调整通过突变分岔形式进行，而阶跃减速时，通过片层的逐步湮没与合并以及自身相的长大方式进行，两个过程表现出强烈的非对称性；线性增速过程，片层间距的调整通过逐步分岔进行，而线性减速过程 关键词： 多相场 共晶 变速生长 片层间距     

磁控溅射Fe/Mo多层膜的巨磁电阻及层间耦合

研究了DC/RF磁控溅射Fe/Mo多层膜的磁电阻特性.在反铁磁性耦合的样品中,观察到了磁电阻比率约为12%的巨磁电阻效应.当Mo层厚度改变时,还观察到了周期约为1.0—1.2nm的层间耦合振荡.另外,F/Mo多层膜的磁电阻比率不仅随Mo层厚度改变出现振荡,而且与Fe层厚度的改变也有着很强的依赖关系. 关键词：     

共晶形态层—棒转变的多相场法研究

利用KKSO多相场模型研究了不同抽拉速度及不同液相溶质扩散系数条件下共晶形态层—棒状转变过程. 模拟结果表明：在抽拉速度较低时,层片共晶首先发生合并现象,然后继续以层片形态生长;增大抽拉速度,发生层片合并后共晶形态由层片向棒状转变;进一步增大抽拉速度,层片不发生合并,仅以初始层片间距进行稳态层片生长. 溶质扩散系数条件的改变同样会导致共晶形态发生层—棒状转变,结果还表明层—棒转变仅在一定参数范围内发生. 模拟结果与实验研究定性符合. 关键词： 层—棒转变 多相场 数值模拟     

FeSi/Si成份调制膜的二维磁性和死层效应

成功地制成了FeSi/Si非晶态成分调制膜,固定Si层厚度,系统改变FeSi层厚度d_m发现,随d_m下降,饱和磁化强度M_s单调减小,这主要是死层效应的贡献,OK下死层厚度约为5.8?,随d_m减小,调制膜逐渐由三维磁性转变为二维磁性,表现为出现低磁滞和无磁滞效应,线性的M_s(T)-T关系和Curie温度T_c的单调下降,T_c满足如下关系:△T_{c关键词：}     

Fe/SnO2非晶多层膜的磁特性

研究了高频溅射制备的Fe/SnO₂非晶多层膜的磁特性.当SnO₂层厚度d_s固定为5nm时，样品的饱和磁化强度M_s随Fe层厚度d_m的减小而降低，这主要受样品的死层效应和维度效应的影响.另外，在d_m很小时，样品呈现准二维磁性.样品居里温度T_C随d_m的减小单调下降.样品矫顽力H_c随d_m的变化呈现 关键词：     

霍尔推进器中振荡鞘层对电子与壁面碰撞频率的影响研究

利用二维粒子模拟方法研究振荡鞘层对近壁电导的影响.研究结果表明,当二次电子发射系数大于1时,鞘层处于振荡状态.在振荡鞘层状态下,电子与壁面的碰撞通量沿平行与壁面方向剧烈的周期性振荡,振荡的波长为电子静电波波长量级,电子与壁面的碰撞频率高出经典鞘层状态下电子与壁面碰撞频率1—2个数量级,此时的碰撞频率对通道中电流的贡献不可忽略.振荡鞘层相对与经典鞘层增大了电子与壁面的碰撞频率,但是振荡鞘层的存在,仍然会使一部分慢电子无法穿越鞘层的势垒而打到壁面. 关键词： 霍尔推进器 振荡鞘层 二次电子     

背势垒层结构对AlGaN/GaN双异质结载流子分布特性的影响

首先通过一维自洽求解薛定谔/泊松方程,研究了AlGaN/GaN双异质结构中AlGaN背势垒层Al组分和厚度对载流子分布特性的影响.其次利用低压MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出具有不同背势垒层的AlGaN/GaN双异质结构材料,通过汞探针CV测试验证了理论计算的正确性.理论计算和实验结果均表明,随着背势垒层Al组分的提高和厚度的增加,主沟道中的二维电子气面密度逐渐减小,寄生沟道的二维电子气密度逐渐增加;背势垒层Al组分的提高和厚度的增加能有效的增强主沟道的二维电子气限域性,但是却带来了较高的 关键词： AlGaN/GaN 双异质结构 限域性 寄生沟道     

低维黑磷的合成及其抗氧化研究

二维黑磷（2D-BP）和黑磷量子点（BP-QDs）等低维黑磷材料在结构和光电性能方面表现出巨大的潜在应用价值,但其仍面临着合成不可控和抗氧化性差等问题。通过引入微波法实现了低维黑磷的简便、低成本合成;研究了微波退火温度和退火时间对低维黑磷结构、形貌和光致发光性能的影响;通过原子层沉积法在BP-QDs样品表面沉积氧化铝（Al₂O₃）保护层,研究了Al₂O₃薄膜厚度对BP-QDs抗氧化性的影响。结果表明：随着微波退火温度的增加,量子点尺寸逐渐减小,光致发光发射峰出现蓝移,这说明反应温度会影响材料的尺寸,进而影响其带隙和光致发光特性;当微波退火时间持续增加时,黑磷纳米片被逐渐剥离并形成BP-QDs;当微波退火温度和时间分别为250℃和4 h时,BP-QDs分布均匀且尺寸更小;随着Al₂O₃膜厚的增加,保护性能越来越好;当Al₂O₃薄膜厚度为20 nm时,BP-QDs在空气中的抗氧化性最佳。     

TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同Al₂O₃调制层厚度的TiN/Al₂O₃纳米多层膜. 利用X射线能量色散谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的成分、微结构和力学性能. 研究结果表明，在TiN/Al₂O₃纳米多层膜中，单层膜时以非晶态存在的Al₂O₃层在厚度小于1.5 nm时因TiN晶体层的模板效应而晶化，并与TiN层形成共格外延生长，相应地，多层膜产生硬度明显升高的超硬效应，最高硬度可达37.9 GPa. 进一步增加多层膜中Al₂O₃调制层的层厚度，Al₂O₃层逐渐形成非晶结构并破坏了多层膜的共格外延生长，使得多层膜的硬度逐步降低. 关键词： 2O₃纳米多层膜')" href="#">TiN/Al₂O₃纳米多层膜 外延生长 非晶晶化 超硬效应     

Co-Zr/Pd多层膜的磁性与结构

Co-Zr/Pd多层膜由高频溅射方法制得．磁性合金Co-Zr层厚度固定为1.8nm，改变Pd层厚度0.5—6nm．由振动样品磁强计测量，发现随Pd层厚度增加，磁化强度发生周期性振荡变化，周期约为1nm，这是由Pd层的极化振荡引起的．经X射线衍射测得Pd层厚度超过1.3nm时，磁性合金Co-Zr层发生晶化，而厚的Co-Zr单层膜是非晶结构．X射线大角衍射图中的超晶格峰表明，在Co-Zr层和Pd层之间存在相关生长．而且还发现，随Pd层厚度增加，样品在垂直膜面方向的晶粒尺寸及fcc（111）面的面间距发生周期性 关键词：     

二元层片共晶凝固过程的特征尺度选择

基于Jackson和Hunt二元规则共晶稳态生长理论,在共晶两相的界面溶质守恒条件中引入密度修正项,改进了共晶两相的界面溶质守恒条件.在此基础上,根据二元层片共晶常规凝固过程中层片组织稳态生长时Gibbs自由能的变化,运用极值形态选择原理确定二元层片共晶凝固过程中层片间距特征尺度选择准则.理论分析表明,对于给定二元共晶合金,在常规凝固条件下的层片间距选择通常为一有限区间.此外,理论分析还表明,二元层片共晶稳态生长时其特征尺度的选择可以呈现超稳定性,而且在给定的凝固条件下超稳定性只和给定合金系的物性参数有关.将该形态选择准则分别运用于物性参数精确已知的Al-Al2Cu,Sn-Pb和CBr4-C2Cl6合金系,表明计算结果与实验结果相符合.     

各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响.应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系.结果表明,共晶生长系统有两种整体不稳定性机理:由非震荡导致的"交换稳定性"机理和由震荡导致的"整体波动不稳定性"机理.震荡有四种典型模式,即:反对称-反对称(AA-),对称-反对称(SA-)、反对称-对称(AS-)和对称-对称(SS-)模式.稳定性分析表明:共晶界面形态稳定性取决于Peclet数ε的某一个临界值ε_*,当ε大于临界值ε_*时,共晶界面形态不稳定;当ε小于临界值ε_*时,共晶界面形态稳定.随着各向异性表面张力增大,对应于AA-,SA-和SS-模式的临界值ε_(aa*),ε_(sa*)和ε_(ss*)随之减小,表明各向异性表面张力减小这三种模式的稳定性区域;然而,随着各向异性表面张力增大,对应于AS-模式的临界值ε_(as*)随之增大,表明各向异性表面张力增大AS-模式的稳定性区域.     

采用元胞自动机法模拟二元规则共晶生长

基于元胞自动机方法,建立了二元规则共晶生长的数值模拟模型.该模型耦合宏观温度场,考虑了溶质扩散、成分过冷以及曲率过冷等重要因素,实现了二元规则共晶的稳态层片生长.以共晶模型合金为对象,研究了定向凝固条件下不同过冷度、初始层片间距、温度梯度及凝固速率对共晶两相生长形貌及层片间距的影响,再现了两相在溶质扩散及界面能的相互作用下通过形核、分岔、湮没及合并等机理实现共晶层片间距的调整.模拟得到的结果与Jackson-Hunt模型及前人实验结果规律一致.将模型扩展到三维系统,验证了二元规则共晶生长三维模拟的可行性. 关键词： 规则共晶 生长形貌 层片间距 CA方法     

抽拉速度对SCN-DC共晶生长形貌的影响

本文采用类金属透明模型合金丁二腈-23.6 wt%樟脑 (SCN-23.6 wt%DC) 合金, 研究了棒状共晶定向凝固组织的演化行为, 考察了抽拉速度对棒状共晶合金组织形貌演化的影响规律. 结果表明, 在共晶生长初期, 共晶组织首先起源于晶粒晶界或者试样盒型壁处, 随后沿液/固界面和平行于热流方向生长; 在较小的抽拉速度 (0.064–0.44 μm/s)下, 棒状共晶界面前沿呈现平界面形态, 内部两相棒状组织平行生长, 并且随着抽拉速度的增大,棒状共晶逐渐细化, 棒状间距减小; 而在较大的抽拉速度 (0.67–1.56 μm/s)下, 共晶界面前沿呈现胞状生长形貌, 胞内的棒状共晶呈放射状生长, 同样, 随着抽拉速度的增大, 胞内棒状共晶逐渐细化, 棒状间距减小. 关键词： 定向凝固 共晶形貌 抽拉速度 共晶间距     

Directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship

This paper reports the investigation results on directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship. The analysis shows that microgravity has influence on the directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy. The eutectic colony in space-grown sample is larger than that in ground-grown sample, and the directional effect is not so good as that of terrestrial sample. But there is no obvious difference in the lamellar thickness between these samples, and lamellar interspacing in space sample is smaller than that grown on the ground. A simple discussion is done on the gravity effect on the directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy.     

Directional growth of Al−Mg<Subscript>2</Subscript>Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship

This paper reports the investigation results on directional growth of Al−Mg₂Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship. The analysis shows that microgravity has influence on the directional growth of Al−Mg₂Si eutectic alloy. The eutectic colony in space-grown sample is larger than that in ground-grown sample, and the directional effect is not so good as that of terrestrial sample. But there is no obvious difference in the lamellar thickness between these samples, and lamellar interspacing in space sample is smaller than that grown on the ground. A simple discussion is done on the gravity effect on the directional growth of Al−Mg₂Si eutectic alloy.     

深过冷Ag-Cu-Ge三元共晶合金的相组成与凝固特征

在Ag_38.5Cu_33.4Ge_28.1三元共晶合金的深过冷实验中，获得的最大过冷度为175 K(0.22T_E). XRD分析表明，不同过冷条件下其共晶组织均由(Ag),(Ge)和η(Cu₃Ge)三相组成. 在小过冷条件下，三个共晶相协同生长，凝固组织粗大.随着过冷度的增大，共晶组织明显细化，(Ge)相与其他两相分离，以初生相方式生长，而(Ag)相与η相始终呈二相层片共晶方式共生生长. 当过冷度超过80 K时，初生相(Ge)由小过冷时的块状转变为具有小面相特征的枝晶方式生长. 部分小面相(Ge)枝晶出现规则的花状，花瓣数介于5—8之间，并且过冷度越大(Ge)相越容易分瓣. 花状(Ge)枝晶的晶体表面为{111}晶面簇，择优生长方向为〈100〉晶向族. 关键词： 三元共晶 晶体形核 深过冷 快速凝固     

Crystal Growth of Isotactic Polystyrene in Ultrathin Films: Thickness and Temperature Dependence

The growth rate and morphology of isotactic polystyrene crystals grown in ultrathin films have been examined experimentally in terms of the dependences both on the film thickness and on the crystallization temperature. We have found that the thickness dependence of growth rate, G, shows a crossover change when the film thickness becomes comparable with the lamellar thickness of the polymer crystals, irrespective of the temperatures. The morphology of crystals grown in ultrathin films shows a branching typical of dendrites, the growth of which is supposed to be controlled by a diffusion field. The change in the tip width of the dendrites with crystallization temperature follows the expected dependence of the Mullins–Sekerka stability length, ?_MS ∝ (D/G)^1/2, determined by the diffusion coefficient, D, and the growth rate. The results confirm that a diffusion field plays an essential role in the evolution of the structure.     

CRYSTAL GROWTH OF ISOTACTIC POLYSTYRENE IN ULTRATHIN FILMS: FILM THICKNESS DEPENDENCE

The film thickness dependence of crystal growth is investigated for isotactic polystyrene (it-PS) in thin films for thicknesses from 20 down to 4 nm. The single crystals of it-PS grown at 180°C in the ultrathin films show a morphology typical of diffusion-controlled growth: dense branching morphology and fractal seaweed. The characteristic length of the morphology, i.e., the width of the branch, increases with decreasing film thickness. The thickness dependence of the crystal growth rate shows a crossover around the lamellar thickness of 8 nm. The thickness dependences of the growth rate and morphology are discussed in terms of the diffusion of chain molecules in thin films.