自蔓延高温合成氮化铝晶须形态和生长机理研究(2)

在对自蔓延高温合成方法制得的AIN晶须形态研究的基础上,采用高分辩电镜等技术,对AIN晶须进行了生长机理研究,结果表明,晶须头部的小液滴显示氮化铝晶须可由VLS机制生成.光滑晶须头部的出现、过饱和度与晶须直径的关系、侧面的二次生长、生长台阶的出现,这些都说明VS机制在起作用.虽然在AIN晶须中发现层错和位错,但经过分析认为,它们都不是氮化铝晶须的生长机制.     

自蔓延高温合成Ti(C,N)材料

采用Ti粉和一种CNx前驱物粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术,制备了单相Ti(C,N)材料.并研究了添加过量Ti对反应合成Ti(C,N)材料的影响.研究结果表明,自蔓延反应会产生很高的温度,温度达2782 K.燃烧产物组织均匀,Ti(C,N)颗粒平均大小约为3μm.当原料中Ti含量过量时,容易生成多种C和N配比不同种类的Ti(C,N)材料.最后,通过淬熄实验提出了一种自蔓延反应合成Ti(C,N)的机理.     

自蔓延高温合成法制备Ni-Al基金刚石复相材料

利用自蔓延高温合成法,以Ni粉、Al粉和金刚石为原料,制备Ni-Al基金刚石复相材料.利用XRD、SEM、DSC表征手段,分析研究自蔓延反应产物的物相、组织结构以及微观反应过程.研究表明:试样在600℃、700℃、800℃能够被引燃发生自蔓延反应;当Ni、Al摩尔比为1∶1时,NiAl为其SHS反应产物;当Ni、Al摩尔比为3∶1时,其SHS反应产物为Ni3Al、NiAl.适量的金刚石对两种配比的Ni-Al体系反应放热存在一定减缓作用,但不影响最终产物.不同配比的Ni-Al体系生成的主晶相—NiAl基体、Ni3Al基体能够与金刚石紧密结合.     

氮化铝（AlN）晶须碳热还原法合成研究

本文以氧化铝和石墨为原料，在普通氮气气氛条件下成功地合成出了氮化铝晶须。对碳热还原法合成ＡｌＮ晶须的工艺条件，显微形貌，生长取向和生长机一进行初步分析和探讨。由于生长条件不同，ＡｌＮ晶须通常呈六棱柱状，片状或四方形截面状等多种形态。     

氮化铝晶须的形态与生长条件的关系

实验以氮化铝粉料为原料,在高纯氮气气氛下用物理气相法在密闭式和半开式钨坩锅内高温生长出氮化铝晶须;并对氮化铝晶须的结晶形态与生长条件的关系进行了分析和探讨。     

不同燃烧模式下焚烧飞灰高温自蔓延反应特性

本文研究了不同燃烧模式下医疗垃圾焚烧飞灰高温自蔓延的反应特性,分析了气-固和固-固相高温自蔓延反应燃烧波传播特征,产物分布规律和不同燃烧模式对产物结构及形态的影响,评估了不同反应模式下医疗飞灰高温自蔓延的无害化效果,并对焚烧飞灰气-固和固-固相高温自蔓延反应的热力学机理进行了初步探索.研究结果表明:气-固和固-固相焚烧飞灰高温自蔓延反应均可以实现产物的无害化,飞灰中Cd、Pb和Zn的毒性浸出浓度分别由6.02 mg/L、143 mg/ L和2217 mg/L降低到0.005 mg/L、0.005 mg/L和0.040 mg/L以下;固-固相自蔓延主要受化学反应影响,表观活化能约为79 kJ/mol,气-固相受扩散影响,表观活化能约为213 kJ/mol.     

氮化铝晶体的生长惯习面和晶体形态

本文采用氧化铝碳热还原方法制备出了多种形态的氮化铝单晶(晶须).通过透射电子显微镜电子衍射和X射线单晶衍射分析,确定了氮化铝单晶常见的生长惯习面,并分析和讨论了氮化铝晶须形态与氮化铝晶体结构与生长惯习面的关系.具有规则六棱柱锥形的AlN晶须的生长取向为[0001]晶向,而叶片状和四方截面形状的AlN晶须则大多沿〈21-1-3-〉晶向进行生长,细小的薄片状AlN晶须则多以{101-0}面和{101-1}面为生长面.     

碱式氯化镁晶须的水热合成及生长机理探讨

以六水氯化镁、氢氧化钠为原料,采用水热法合成碱式氯化镁晶须[9Mg(OH)2·MgCl2·5H2O,basic magnesium chloride,BMC],并分析了镁离子浓度、镁离子与氢氧化钠的摩尔比R、反应时间、反应温度对晶体制备的影响.用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、选区衍射等对产物的形貌和组成进行表征.结果表明,180℃反应6h合成的BMC晶须长度为150 μm以上,直径在0.5～1 μm,长径比为150～400;BMC的生长实质上是以负离子配位多面体[Mg-(OH)4]2-及[Mg-Cl4]2-为生长结构基元,不同的晶体取向和叠合速度而形成的晶须.     

β-SiAlON晶须的诱导合成和生长机制研究

以β-SiAION粉料为晶种,SiC为基体,加入Si粉、AI粉和Al2O3粉在1900 K氮气气氛下合成β-SiAlON晶须,研究了晶须的显微结构、相组成和晶须增韧SiC复合材料的力学性能,并结合热力学研究了晶须的生长机制.结果表明:(1)以β-SiAlON粉料为诱导晶种时可以合成β-SiMON晶须材料,其生长机制为VLS机制和VS机制;(2)当以VLS机制生长时,晶须合成z值为1.56,直径约为200 -300nm,呈柱状和纤维状,当以VS机制生长时,晶须合成z值为1.76,直径为0.5～1.5 μm,呈柱状和竹节状,发育较为规则;(3)晶须相可有效提高复合材料的力学性能,相同组成的复合材料中,当β-SiAlON晶须相的含量较高时,材料可以在气孔率较高(32.1;)条件下获得了较好的抗折强度(55.2 MPa).     

熔盐辅助碳热还原氮化法制备氮化钽晶须

本文以五氧化二钽、活性炭为主要原料,氟化钾为熔盐介质,通过碳热还原氮化法在氨气气氛下成功制备了氮化钽(Ta5N6)晶须.运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对合成产物的组成、结构和形貌进行了表征.研究了升温方式、氮化气氛、氮化时间和催化剂含量对产物形成的影响.当Ni与Ta2O5的摩尔比为0.1、氮化气氛为氨气(流量为300 mL/min)、氮化时间为6h时制备的晶须形貌最佳,晶须直径80～250 nm,长为1～5μm,晶须的生长机制为气-液-固(VLS)和气-固(VS)两种机理的混合机制.     

PVT法氮化铝晶体铝面、氮面生长对比分析

在氮气环境下用PVT方法生长氮化铝过程中,氮面和铝面由于表面化学性质不同,生长的主要化学反应速度存在差异。原子在生长表面的迁移能力不同造成单晶表面生长方式差异较大。在基本相同条件下(生长温度、生长温差、生长气压、类似的籽晶、同一台生长设备)进行了铝、氮面氮化铝单晶晶体生长。为了更明显地表现铝氮面的差异,将同一片籽晶分为两半,翻转其中一半让铝氮面同时生长。铝面生长较好的区域形成了明显的晶畴,而氮面生长时生长较好的部分出现了明显的生长台阶,并出现了晶畴边界被生长台阶湮灭的生长现象,进一步通过AFM观测到铝面生长台阶平整但被缺陷所阻隔,晶畴发育明显为各晶畴独立生长。氮面生长台阶没有铝面规则但连续性较强,在原来晶畴边界位置也出现了连续的生长台阶(或台阶簇)。所以籽晶质量不高时氮面生长更容易提高晶体质量,后续的XRD测量结果也证明了氮面生长后的晶体质量明显高于铝面生长的晶体质量。     

VLS Growth of ITO Whiskers Prepared by the Electron Shower Method

Indium tin oxide (ITO) whiskers were grown by VLS (vapour-liquid-solid) mechanism, using the electron shower method. The whiskers were grown above 200 °C, and the deposition rate was above 0.6 nm/s. The electron shower controlled the size of the whiskers, and the size was 30 nm in diameter and 600 nm in length. The whiskers grew along the substrate at t < 300 s, but grew in a direction perpendicular to the substrate at t > 300 s. When the ITO whiskers grown along the substrate were used as NO₂ gas sensor, the sensitivity was 340, and about 300 times higher than those of the whiskers grown in a direction perpendicular to the substrate and plate-like ITO crystallites.     

AIN单晶生长研究进展

AlN是一种重要的半导体材料,由于具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优越的特性,在微电子和光电子领域具有广泛的应用前景.本文综述了国际上AlN单晶生长的研究进展,对其结构特点、生长方法的选择、生长过程中的问题及存在的结构缺陷等方面进行了介绍.     

Twinning Morphologies and Mechanisms of β-BaB2O4 (BBO) Crystal Grown by TSSG Method

The twinning morphology of β-BaB₂O₄ crystal grown by TSSG has been studied on the basis of crystallography. It was found that the faces R{101-2} and r{011-4} are often intergrown together by either r{011-4} intergrown in R{101-2} or in reverse, two individuals mostly take X(112-0) and occasionally take Y(011-0) as twin boundary; and that two individuals in the twin could take the same or opposite crystallographic polarity, this was identified by surface etched figures and the piezoelectric measurements. The formation of the twinned crystals are discussed from the crystallographic structural characteristics and the energetic considerations. The experimental factors such as crystal seed quality are suggested to reduce or eliminate the twin formation and to improve the crystal quality.     

煅烧和除碳温度对氮化硼晶须的影响

以三聚氰胺和硼酸为原料通过水浴加热合成晶须前驱体,然后经高温烧结成功制备出BN晶须.扫描电镜显示制备的BN晶须为针状结构,其直径和长径比分别为2～3 μm和40～100.通过X射线衍射分析,制备的BN晶须为六方晶相,晶格参数为a=0.2524 nm和c=0.6592 nm.红外光谱图谱表明在1383 cm-1和 812 cm-1处存在两个明显的B-N特征吸收带.晶须的烧成制度以及除碳温度对晶须形貌和性能的影响研究结果表明,当烧成温度为1700 ℃、除碳温度为600 ℃时可制备出形貌良好和结晶度高的氮化硼晶须.     

Growth and Morphology of Hollow Bi2Te3 Whiskers by Physical Vapour Deposition Method

Hollow crystals of bismuth telluride have been grown by the physical vapour deposition (PVD) method. Whisker crystals as long as 10 mm have been grown and were identified by X-ray analysis. The possible mechanism for the growth of hollow whiskers has also been suggested.