光学透明多晶尖晶石的烧结性能研究

采用高纯、超细的尖晶石粉体,用真空烧结法结合热压和热等静压制备技术制备光学透明多晶尖晶石,研究了制备工艺条件对透明尖晶石的密度和微观结构的影响等.研究表明:多晶尖晶石陶瓷在烧结过程中,其密度随着烧结温度和烧结时间增加而线性增长,高的烧结温度导致大幅度的晶粒长大.     

衬底温度对共蒸发制备GaSb多晶薄膜性质的影响

采用共蒸发的方法在玻璃衬底上制备出GaSb多晶薄膜材料.研究了薄膜生长速率与衬底温度、Ga源温度和Sb源温度的关系.通过XRD、UV-Vis、Hall效应和AFM等测试方法,研究了衬底温度对于GaSb薄膜的结构特性、光电性质以及表面形貌的影响.GaSb多晶薄膜具有(111)择优取向,薄膜的吸收系数达到105 cm-1,晶粒尺寸随衬底温度升高逐渐增大;衬底温度为540℃时,薄膜的迁移率达到127 cm2/V·s,空穴浓度为3×1017 cm-3.GaSb薄膜的表面粗糙度随温度增加而增加.     

新型红外晶体硫锗镓银的多晶合成

本文直接使用高纯Ag,Ga,Ge,S单质作为原料合成AgGaGeS4多晶.为防止S蒸气高压使多晶合成管炸裂,采用双温区气相输运的合成方法.对合成的多晶作粉末衍射(XRD)分析,衍射图谱与标准JC-PDF卡片上峰值位置一致,表明样品为高纯单相AgGaGeS4多晶.使用该多晶原料成功生长出了优质单晶,并对合成工艺中存在的关键问题进行了讨论.     

透明多晶尖晶石的制备研究

本文报道了采用高纯、超细的尖晶石粉末作为起始原料,用真空烧结法结合热等静压后处理技术制备透明多晶尖晶石材料,合成的原料纯度较高、粒度小、粒径分布窄.测试了尖晶石的透过率、抗弯强度、硬度、热膨胀系数等主要物理性能.制备的多晶尖晶石材料从紫外、可见光到近红外波段的透过率在75;以上.     

烧结工艺对La0.67Ca0.33MnO3多晶物理性质的影响

利用溶胶-凝胶法成功制备了La0.67Ca0.33MnO3粉末,并通过优化烧结工艺获得了物理性能优异的La0.67Ca0.33MnO3多晶靶材.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别测试了样品的物相、结构和微观形貌,并利用四探针法测试了靶材的电阻率-温度曲线.结果表明,影响TCR的主要因素有晶粒的化学均匀性、晶粒尺寸和晶界的数量,样品具有接近室温的金属-绝缘转变温度(TM1 =274 K)和高的电阻温度系数(TCR=13.5;).     

粉体粒径对CSLST微波介质陶瓷烧结温度的影响

采用B2O3-CuO-LiCO3(BCL)玻璃料作为烧结助剂,通过增加球磨时间的方法,对(Ca18/19 Sr1/19)0.2(Li0.5Sm0.5)0.8TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行低温烧结.研究了不同含量的BCL烧结助剂对CSLST微波介质陶瓷低温烧结特性的影响,和不同球磨时间对含2wt; BCL烧结助剂的CSLST微波介质陶瓷粉体颗粒度及低温烧结的影响.结果表明:球磨后的粉体粒径均分布在0.1 ～0.4 μm之间,d50为0.170 μm,比表面积达到35.2 m2/g且具有较高的表面活性,可以在875℃保温5h完全烧结.该陶瓷的微波介电性能为:介电常数εr=81.3,品质因素Q×f=1886 GHz,谐振频率温度系数Tr=-27.6×10-6/℃.     

烧结温度对煤系高岭土制备堇青石陶瓷的影响

我国的煤系高岭土具有明显的资源优势,应对其进行充分地研究和合理地应用,以缓和优质高岭土资源枯竭的燃眉之急.以鄂尔多斯煤系高岭土、鄂尔多斯滑石、工业氧化铝为原料,通过反应烧结一步合成堇青石,探讨了堇青石合成温度范围,以拓宽该煤系高岭土的应用范围.通过高温显微镜观察堇青石试样的合成温度范围为1400～1420℃.经1420℃合成的堇青石试样的吸水率为16.11;,显气孔率为28.44;,体积密度为1.77 g/cm3,径向烧成收缩为1.77;,厚度烧成收缩为4.80;,抗折强度为43.56 MPa.镁铝尖晶石是合成堇青石的重要中间产物,适当提高烧结温度可以促进镁铝尖晶石相向堇青石相转变,有利于堇青石晶粒的生长与发育.烧结温度的变化是堇青石晶粒发生变化的原因,同时导致液相量的变化,最终影响堇青石试样显微结构和烧结性能.     

无压烧结制备AlON透明陶瓷的性能表征

以纳米氧化铝粉和微米C粉为原料,通过碳热还原法合成AlON粉体,经无压烧结制备了AlON透明陶瓷,并对其微观组织、力学、热学和光学等性能进行了表征.结果表明:1875℃×24 h条件下无压烧结制备了平均晶粒尺寸为110 ～120 μm的AlON透明陶瓷,其室温抗弯强度为(275±25) MPa,室温比热容和导热系数分别为0.781 J/(g·K)和12.3 W/(m·K),该样品(1 mm厚)在1000 ～ 5000 nm波长范围内的直线透过率在80;左右,在3.93μm波长处光学透过率最高可达83.7;.     

大尺寸HVPE反应器托盘温度的数值模拟研究

对大尺寸氢化物气相外延(HVPE)反应器的流场和温场进行二维数值模拟研究,旨在提高托盘表面温度和温度分布均匀性.基准模拟显示,靠近喷头的加热器对托盘温度的影响大于底部加热器,随着加热器功率增大,温度分布均匀性变差.在基准模拟的基础上,提出在反应器底部设置隔热钼屏的托盘升温方法.优化后的模拟显示,托盘温度升高约48 K,而温度均匀性变化不大.在使用4层钼屏的基础上,通过在石墨托盘内部开圆柱槽,显著提高了托盘温度分布均匀性,并使温度进一步提升约5K.     

Cu单晶的生长与温场研究

Cu单晶在中子单色器、激光核聚变和音频信号传输等方面有着广泛的应用前景.根据对Cu晶体的差热分析结果,设计并制作了硅钼棒加热单晶生长炉,获得了适合Cu单晶体生长的温场.采用改进的垂直布里奇曼法成功生长出外观完整、表面光滑、尺寸为15 mm×35 mm的Cu单晶体.对生长的晶体进行切割、抛光腐蚀后,采用金相显微镜和X射线衍射分析,结果表明:研究设计的温场适合Cu单晶体的生长,生长出的晶体结晶性好、结构完整.     

PDC材料烧结中钴在金刚石层中的扩散熔渗迁移过程研究

对不同烧结阶段快速冷却固化的PDC实验样品金刚石层中钴的线分布(EDX)分析结果表明,PDC材料烧结中钴在金刚石层中的运动过程经历了三个基本阶段:(1)钴固相扩散;(2)钴液熔渗;(3)两次钴高浓度峰在金刚石层中的"波浪"式迁移过程.其中第一次钴高浓度峰与金刚石聚晶结构形成密切相关;而第二次钴高浓度峰则与聚晶晶粒异常长大密切相关.钴在金刚石层中的"波浪"式迁移过程是由金刚石-钴系统中金刚石溶解再结晶生长过程造成的,在这一过程中温度梯度grad T和碳浓度差ΔC是钴峰"波浪"式迁移的直接驱动力.     

Ti对Al-Ti合金与金刚石的润湿性和把持力的影响

本文首先研究了Ti对Al-Ti合金与金刚石润湿性的影响,然后以不同Ti含量的Al-Ti合金为基体,加入金刚石,利用热压烧结制备没有和有金刚石铝基节块.测量了节块的抗弯强度并计算了铝基结合剂对金刚石的把持力.结果表明:随着Ti含量的增加,Al-Ti合金对金刚石的润湿性有明显的改善,所以当Ti含量为5wt;时,没有和含有金刚石的Al-Ti节块的抗弯强度值最高,分别为135 MPa和102.1 MPa;把持力系数最大,达到75.6;.     

热丝化学气相法生长单晶金刚石颗粒的衬底温度场仿真及实验研究

本文使用金刚石磨料作为晶种颗粒,通过热丝化学气相法生长出单晶金刚石颗粒,并且建立三维的有限元模型,利用有限元仿真分析了生长过程中影响金刚石磨料生长速率以及沉积质量的各种因素,如热丝的排列方式,衬底的温度场,以及晶种的分布方式.通过固定在热丝CVD反应腔里的热电偶测量了实际的衬底温度分布,从而验证了仿真结果的正确性.另外,通过改变仿真模型优化了沉积单晶金刚石颗粒的工艺参数,获得适应于合成单晶金刚石颗粒的新技术,为化学气相沉积合成单晶金刚石颗粒奠定了基础,也为高温高压金刚石磨料品级的改进与提高提供了新途径.     

高温高压下石墨-Ni70Mn25Co5体系中金刚石单晶合成工艺参数对金属包膜的影响

利用扫描电子显微镜和能谱仪,研究了高温高压下金刚石单晶合成工艺参数对石墨-Ni70Mn25Co5体系中金属包膜组织形貌和成分的影响。结果发现:合成压力和合成温度都合适时,金属包膜中基本无条状石墨,而且包膜中间都存在网状物,包膜中存在着明显的碳、镍和锰的成分起伏;此时合成时间对包膜的形貌影响不明显;而合成压力为5.1GPa的包膜中存在大量条状石墨,包膜中间无网状物。分析认为,网状物为溶入了锰、钴的镍基γ固溶体,该固溶体是高温高压合成过程中促使金刚石转变的催化相。     

γ-LiAlO2晶体生长挥发和腐蚀研究

本文采用导向温度梯度法生长出了透明γ-LiAlO2晶体，借助扫描电镜和X射线粉末衍射系统地研究了温度梯度法生长晶体的工艺过程，坩埚中晶体上部为LiAl5O8和um02多晶体，中部[100]方向自由结晶形成了单一透明的γ-LiAlO2晶体，下部为钼金属颗粒，蓝宝石籽晶被严重污染；坩埚内分成上、中、下三部分是晶体生长过程中熔体组分中Li2O挥发和腐蚀造成的。     

HFCVD系统中衬底接触热阻的研究

建立了热丝CVD大面积金刚石膜沉积的衬底温度场模型,对影响衬底温度场的接触热阻及其他相关沉积参数进行了模拟计算。根据实验结果,对接触热阻的计算公式进行了修正。当ζ=0.75时,计算结果和实验结果基本上吻合。在仿真条件下,考虑衬底三维热传导以及热丝温度的不均匀分布使衬底温度场的均匀性明显优于纯热辐射下的温度场。这些计算结果为制备大面积高质量的金刚石薄膜提供了理论基础。