Fe基纳米晶合金的晶化机理研究

根据用原子力显微镜对在不同温度下晶化的Fe基非晶合金薄带三维介观结构的观察,结合X射线衍射、Mssbauer谱等前人已有的实验结果并在目前已有的理论研究基础上,对Fe基非晶合金薄带在不同温度下的晶化过程进行了系统的分析、研究,提出了两种Nb-B框架介观结构、团聚相和单位体积纳米晶粒平均数等新概念,建立了Fe基纳米晶合金的晶化机理假说,提出了描述Fe基非晶合金晶化过程的介观织构模型.这个模型能够演化成二相结构模型和三相互套结构模型,还可以合理地解释现有的实验结果以及500—600℃退火中Fe基纳米晶巨磁阻 关键词： Fe基纳米晶合金 晶化机理 两种Nb-B框架介观结构 团聚相     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的激波纳米晶化速率和晶化度的对比研究

对Fe735Cu1Nb3Si135B9等非晶合金进行了退火和激波诱导两种方式的晶化实验以及XRD和DSC分析.着重对合金的晶化速率和晶化度等特性展开了研究和讨论.进一步证实了激波纳米晶化是一种包含着新机理的寓意丰富的晶化现象.也再次验证了作者曾经提出过的“激波流化相变”模型的合理性. 关键词： 非晶合金 激波 纳米晶化     

铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景

非晶合金通常是将熔融的金属快速冷却、通过抑制结晶而获得的原子呈长程无序排列的金属材料.由于具有这种特殊结构,铁基软磁非晶合金具有各向同性特征、很小的结构关联尺寸和磁各向异性常数,因而具有很小的矫顽力H_c,但可和晶态材料一样具有高的饱和磁感强度B_s.优异的软磁性能促进了铁基软磁非晶合金的应用研究.目前,铁基软磁非晶/纳米晶合金带材已实现大规模工业化生产和应用,成为重要的高性能软磁材料.本文回顾了软磁非晶合金的发现和发展历程,结合成分、结构、工艺对铁基非晶/纳米晶合金软磁性能的影响,介绍了相关基础研究成果和工艺技术进步对铁基软磁非晶/纳米晶合金研发和工业化应用的重要贡献.并根据结构、性能特征将铁基软磁非晶合金研发与应用分为三个阶段,指出了目前铁基软磁非晶合金研发与应用中面临的挑战和发展方向.     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的激波纳米晶化速率和晶化度的对比研究

对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9等非晶合金进行了退火和激波诱导两种方式的晶化实验以及XRD和DSC分析.着重对合金的晶化速率和晶化度等特性展开了研究和讨论.进一步证实了激波纳米晶化是一种包含着新机理的寓意丰富的晶化现象.也再次验证了作者曾经提出过的"激波流化相变"模型的合理性.     

Nb含量对FeSiBCuNb系铁基纳米晶合金结构和磁学性能的影响

为模拟Nb含量对FeSiBCuNb系铁基纳米晶合金结构和磁学性能的影响,采用Amorphous模块构建了Fe_88-xSi₉B₂CuNb_x(x=1,3,5,7)的硬球密剁模型,通过分子动力学方法进行弛豫,淬火以及退火处理,得到了Fe_88-xSi₉B₂CuNb_x(x=1,3,5,7)铁基纳米晶合金结构.基于第一性原理的计算方法,分析了不同Nb含量的铁基纳米晶合金的晶体结构和磁学性能.结果表明:随着Nb含量的增加,体系的晶格常数和体积都有所增大,导电性减小,磁矩不断减小,并且Fe的3d轨道是体系磁矩的主要贡献者,Nb元素对体系非晶化的形成有一定的作用.     

通过AC-HVAF方法制备铁基非晶合金涂层的结构分析

本研究通过活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)方法制备出了均匀致密的铁基非晶化合金涂层.通过调制AC-HVAF喷涂过程的工艺参数,研究了喷涂枪长、喷涂距离和送粉率对涂层非晶化程度的影响,得出控制枪长是形成高质量非晶化涂层的关键,而喷涂距离和送粉率决定了涂层的厚度和形成速率.制备出的铁基非晶合金与基体结合致密,孔隙率较低,完全的非晶化结构有效的保持了铁基非晶合金优异的力学性能,可以对基体材料进行很好的防护.     

不同退火温度下晶化硅薄膜的电学输运性质

采用等离子体化学气相沉积技术制备氢化非晶硅薄膜,经过不同温度下的热退火处理,使薄膜由非晶结构向晶化结构转变,得到含有纳米晶粒的晶化硅薄膜.在晶化过程中,采用Raman技术对样品的结构进行表征.通过变温电导率的测试,对薄膜的电学输运性质进行了分析.研究结果表明：退火温度为700 ℃时,样品中开始有纳米晶形成,随着退火温度的增加,样品的晶化比增大,在1000 ℃时,薄膜的晶化比达到90%以上.在700 ℃退火时,薄膜中晶化成分较低,载流子的传输特性主要受到与硅悬挂键有关的缺陷态影响,表现为带尾定域态的跳跃电导 关键词： 氢化非晶硅 退火 纳米硅 电输运     

碳化硅薄膜脉冲激光晶化特性研究

采用XeCl准分子激光对非晶碳化硅(a-SiC)薄膜的脉冲激光晶化特性进行了研究.通过原子力显微镜（AFM）和Raman光谱技术对退火前后薄膜样品的形貌、结构及物相特性进行了分析.结果表明，选用合适的激光能量采用激光退火技术能够实现a-SiC薄膜的纳米晶化.退火薄膜中的纳米颗粒大小随着激光能量密度的增加而增大；Raman谱分析结果显示了退火后的薄膜的晶态结构特性并给出了伴随退火过程存在的物相分凝现象.根据以上结果并结合激光退火特性，对a-SiC的脉冲激光晶化机理进行了讨论. 关键词： 激光退火 晶化 碳化硅     

FeCuNbBSi等多中Fe基非晶态合金激波晶化的DSC研究

应用升温、等温和重复加热的DSC技术，对几种非晶合金的激波晶化和退化晶化作了对比研究，结果表明，尽管激波晶化时间极短，仅为退火晶化时间为10^-6－－10^-8，但晶化度却极高，接近100％。激波晶化形成多种成分和结构的结晶相，形式上很像扩散性相变，然而其相变速率却是退火转变的千万倍，而且生成相十分稳定，这一现象用传统的固态扩散相变理论很难解释，激波晶化是一种新的晶化形式，是一种新的纳米合成技术。     

FeCuNbBSi等多种Fe基非晶态合金激波晶化的DSC研究

 应用升温、等温和重复加热的DSC技术，对几种非晶合金的激波晶化和退火晶化作了对比研究。结果表明，尽管激波晶化时间极短，仅为退火晶化时间的10^-6～10^-8，但晶化度却极高，接近100%。激波晶化形成多种成分和结构的结晶相，形式上很像扩散性相变，然而其相变速率却是退火转变的千万倍，而且生成相十分稳定，这一现象用传统的固态扩散相变理论很难解释。激波晶化是一种新的晶化形式，是一种新的纳米合成技术。     

a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx：H(a-SiCx：H)和非晶Si：H(a-Si：H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a-SiCx：H／nc-Si：H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a-SiCx：H／nc-Si：H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明：随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象：当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a-SiCx：H／nc-Si：H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

预退火时间对Fe_(80.8)B_(10)P_8Cu_(1.2)非晶合金微结构及磁性能的影响

研究了预退火时间对Fe_(80.8)B_(10)P_8Cu_(1.2)非晶合金微结构及磁性能的影响.穆斯堡尔谱研究表明:在660 K的预退火温度下,随着预退火时间的增加,Fe原子不断富集,非晶基体中的类Fe_3B化学短程有序结构向类Fe B结构转变,并且非晶基体中Fe第一近邻壳层中Cu原子的逐渐脱离以及Fe-P配位键数量的明显减少可间接表征CuP团簇的形成过程.同时,本研究通过调节预退火时间来调控非晶基体中CuP团簇和Fe团簇的数量,促进后续退火晶化过程中α-Fe纳米晶相的析出,并细化纳米晶尺寸,从而获得综合磁性能更加优异的非晶/纳米晶软磁合金.     

非晶态Se向纳米晶体Se的转变

采用水淬法制备出块状非晶态硒,通过非晶晶化法获得了六方晶型结构的、晶粒尺寸为6—45nm的块状纳米晶硒,X射线衍射及热分析研究表明非晶态硒向纳米晶硒的转变是由一步晶化完成的,激活能为54—60kJ/mol.并证实了非晶硒的短程序与六方晶型硒相同以及非晶硒的无规线团结构.根据不同方向的晶粒尺寸与晶化温度的关系,发现沿c轴的生长速率大于沿a轴的生长速率.采用无规线团形的分子链在晶界处折叠或延伸到相邻晶粒中的晶化机制解释了晶化过程中激活能低和生长速率沿c轴方向较大的实验结果. 关键词：     

Fe基纳米晶合金晶粒尺寸反常变化的物理机制

晶粒尺寸在很大程度上决定了Fe基纳米晶合金的磁学性能,其随退火温度变化的物理机理是纳米晶领域重要的研究内容.研究了初始晶化温度与二次晶化温度之间退火1 h Fe基纳米晶合金晶粒尺寸随退火温度的变化,并建立了相应的模型.利用提出的模型分析了该温度范围内Fe基纳米晶合金晶粒尺寸随退火温度升高先减小后增大的物理机制. 研究发现,在初始晶化温度与二次晶化温度之间等时退火,当退火温度约为Fe基纳米晶合金熔点的0.6倍时其晶粒尺寸最小.在研究的温度区间内,理论研究结果与实验符合得较好. 本研究提供了一种快速获得小晶粒尺寸纳米晶合金的方法.     

a-SiC_x:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx∶H(a SiCx∶H)和非晶Si∶H(a Si∶H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a SiCx∶H/nc Si∶H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明:随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象;当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

非晶Ti3Al合金的变形晶化机理的原子模拟

利用分子动力学方法研究了非晶Ti₃Al合金拉伸过程中的晶化行为，模拟结果表明局部塑性变形导致非晶合金晶化.从微观结构演化的角度分析了拉伸过程中的晶化机理，局部剪切导致拉伸过程中晶粒发生成核与合并，最终生成的晶粒具有面心立方结构.晶核的生长过程伴随着应力强化现象，非晶相中的纳米晶粒能提高非晶合金材料的强度. 关键词： 非晶合金 变形晶化 分子动力学     

非晶Ti3Al合金的变形晶化机理的原子模拟

利用分子动力学方法研究了非晶Ti3Al合金拉伸过程中的晶化行为,模拟结果表明局部塑性变形导致非晶合金晶化.从微观结构演化的角度分析了拉伸过程中的晶化机理,局部剪切导致拉伸过程中晶粒发生成核与合并,最终生成的晶粒具有面心立方结构.晶核的生长过程伴随着应力强化现象,非晶相中的纳米晶粒能提高非晶合金材料的强度.     

铝诱导非晶硅薄膜的场致低温快速晶化及其结构表征

铝诱导非晶硅薄膜晶化可以降低退火温度、缩短退火时间，是制备多晶硅薄膜的一种重要方法.在此基础上，通过在退火过程中加入电场加速了界面处硅、铝原子间的互扩散，实现了非晶硅薄膜的快速低温晶化.实验结果表明，外加电场，退火温度为400℃，退火时间为60min时，薄膜的晶化率大于60％；退火温度为450℃退火时间为30min时，薄膜已经呈现明显的晶化现象；退火温度为500℃退火时间为15min时，薄膜的x射线多晶峰强度与非晶峰强度之比为未加电场的3—4倍. 关键词： 非晶硅薄膜 多晶硅薄膜 外加电场     

AgNbO_3/石墨烯复合材料的合成及其可见光催化甲基橙降解活性（英文）

采用固相法合成AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料,利用透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品的形貌及光学性质进行了表征。研究发现,AgNbO_3与石墨烯复合后,带隙能明显降低,吸收光波长范围增大。以甲基橙溶液的降解为光催化模型反应评价了AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料的可见光催化性能。结果表明:与纯AgNbO_3相比,AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料对甲基橙的可见光催化性能明显增强。实验条件下,经300℃煅烧的AgNbO_3/石墨烯(2∶1)复合纳米材料表现出最优的催化性能,它对甲基橙的可见光催化脱色速率系数约为纯AgNbO_3的10倍。光催化降解机理研究表明,促使甲基橙降解脱色的主要活性物种为·O_2~-和h+。     

GaAs/SiO_2超晶格的制备和Raman光谱研究

我们采用射频磁控溅射方法在 p- Si衬底上成功地制备出四周期的非晶 Ga As/Si O2超晶格 ,并取得其高分辨率电镜像。以 80 0℃快速退火方法使超晶格中非晶的 Ga As层局部晶化 ,利用 Raman散射谱研究了其结构变化。