Theoretical design of diamondlike superhard structures at high pressure

Diamond, as the hardest known material, has been widely used in industrial applications as abrasives, coatings, and cutting and polishing tools, but it is restricted by several shortcomings, e.g., its low thermal and chemical stability. Considerable efforts have been devoted to designing or synthesizing the diamond-like B–C–N–O compounds, which exhibit excellent mechanical property. In this paper, we review the recent theoretical design of diamond-like superhard structures at high pressure. In particular, the recently designed high symmetric phase of low-energy cubic BC3 meets the experimental observation, and clarifies the actual existence of cubic symmetric phase for the compounds formed by B–C–N–O system,besides the classical example of cubic boron nitride.     

高温退火对非晶CNx薄膜场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法在纯N₂气氛中沉积了非晶CN_x薄膜样品，并 在真空中退火至900 ℃.对高温退火引起的CN_x薄膜化学成分、键合结构及其场发射特性方面的变 化进行研究.用傅里叶变换红外光谱和x射线光电子能谱分析样品的内部成分及键合结构的变化，其中sp²键及薄膜中N的含量与薄膜的场发射特性密切相关.退火实验的结果表明 高温退火可以导致CN_x薄膜中N含量大量损失，并在薄膜中形成大量sp^{2< 关键词： x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 化学键合 退火温度 场致电子发射}     

小型环境舱-气相色谱-质谱法定性和定量分析塑胶跑道释放的挥发性有机化合物

选用1m~3环境舱模拟室外环境,对9块切割成500mm×800mm长方形的塑胶跑道样块分别进行挥发性有机化合物(VOCs)的释放(释放条件为温度60℃,相对湿度15%,气体交换率1h-1,换气量1 000L)和采集;并采用气相色谱-质谱法对所采集的VOCs进行定性和定量分析。结果表明:(1)所释放的VOCs达92种,分属7大类(包括烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、含氧类有机物和含氮类有机物),检出物中以烷烃和卤代烃为主;(2)92种VOCs单体的检出率均在55.56%以上;(3)各类VOCs的定量分析中,检出量最高的为烷烃,达146.50μg·m~(-3);(4)各VOCs单体平均检出量主要集中在3.00μg·m~(-3)以下,其中甲苯的最大检出量和平均检出量均最大,分别为63.10,36.46μg·m~(-3)。     

金属线性热膨胀系数的研究

 从温度T时的压强表达式出发，结合普适状态方程（UEOS）、Debye模型和热力学关系式，给出了计算金属线性热膨胀系数的普遍公式。并对Al、Cu、Pb的这一物理量进行了具体计算。结果表明，理论与实验符合较好。     

非晶氮化铁薄膜的生长机制传统动力学生长标度方法的适用性

采用动力学标度方法研究了磁控溅射沉积的非晶氮化铁薄膜的动力学生长机制, 结果表明, 具有连续类柱状岛形貌的非晶氮化铁薄膜具有标度不变的自仿射分形特点, 其粗糙度指数α=0.82±0.21, 生长指数β=0.44±0.07, 动力学标度指数1/z=0.54±0.07. 薄膜生长符合提出的热重新发射生长模型.     

轰击离子能量对CNx薄膜中sp3型C-N键含量的影响

对磁控溅射生长在单晶Si(001)衬底上的CNx薄膜样品的化学键合及结构进行了研究,利用不同的衬底负偏压(Vh)来控制轰击衬底表面的入射离子能量,从而影响膜中的化学键合的状态.样品的FTIR,Ra-man和XPS分析结果表明,CNx薄膜中N原子分别与sp,sp2和sp3杂化状态的C原子结合,其中sp3型C-N键含量先随着衬底偏压(Vb)的升高而增加,并在偏压Vb=-50V时达到最大值,但随着Vb继续升高,sp3型C-N键含量减少,这表明CNx薄膜中,sp3型C-N键的含量与轰击离子的能量变化密切相关.     

射频磁控溅射CN x薄膜的结构与衬底温度关系的研究

使用射频磁控溅射方法在不同衬底温度下(ts=室温, 350, 500 ℃)于Si(001)衬底上沉积了CN x膜, 并利用拉曼(Raman)光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射光电子能谱(XPS)对CN x膜的化学结合状态与温度的关系进行了研究. Raman光谱结果表明, 随衬底温度(ts)增加, D带向低频方向移动, G带向高频方向移动; 它们的半高宽分别由375和150 cm -1减小至328和142 cm -1; ID/IG由3 76减小至2 88. FTIR谱中除无序D带(1 400 cm -1)和石墨G带(1 570 cm -1)外, 还有~700 cm -1, ~2 210 cm -1(C≡N), 2 330 cm -1(C-O)及3 255~3 351 cm -1(N-H)等峰. XPS测试结果表明:随衬底温度增加, N与C的物质的量比由0 49下降至0 38, sp2(C-N)组分与sp3(C-N)组分强度比呈增大趋势. 低温(350 ℃)退火并未对CN x膜的化学结合状态产生较大影响; 高温(900 ℃)退火样品则显示出较好的结晶化程度.     

溅射压强对TiN/SiNx纳米多层膜微观结构及力学性能的影响

利用磁控溅射方法在不同溅射压强条件下制备了TiN/SiN_x纳米多层膜.多层膜的微观结构及力学性能分别用X射线衍射仪、原子力显微镜及纳米压痕仪来表征.结果表明随着溅射压强的增大,多层膜的界面变模糊,TiN层的择优取向由(200)晶面过渡到(111)晶面.与此同时,多层膜的表面粗糙度增大,硬度和弹性模量随溅射压强的增大而减小.多层膜力学性能的差异主要是由于薄膜的周期性结构及致密度存在差异所致. 关键词： x多层膜')" href="#">TiN/SiN_x多层膜 界面宽度 表面形貌     

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     

Reactive Mechanical Alloying Synthesis of Nanocrystalline Cubic Zirconium Nitride

Zirconium nitride powders with rock salt structure （γ-ZrNx） are prepared by mechanical milling of a mixture of Zirconium and hexagonal boron nitride （h-BN） powders. The products are analysed by x-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, and Raman spectroscopy （ITS）. The formation mechanism of γ-ZrNx by ball milling technique is investigated in detail. N atoms diffuse from amorphous BN （a-BN） into Zr to form Zr（N） solid solution alloy, then the Zr（N） solid solution alloy decomposes into γf-ZrNx. No ZrB2 is observed in the as-milled samples or the samples annealed at 1050° C for 2h.