Ag-Cu-Ti连接SiC/SiC接头界面反应和界面结构

三元Ag-Cu-Ti活性钎料连接常压烧结SiC陶瓷。通过XRD(X-ray diffraction)、EPMA(electron probe microanalysis)和TEM(transmission electron microscopy)研究了SiC/Ag-Cu-Ti界面反应和界面结构。结果表明:焊料中的活性元素Ti与SiC发生化学反应在界面处形成连续致密的反应层,界面反应产物为TiC和Ti5Si3,整个界面形成SiC/TiC/Ti5Si3/Ag-Cu-Ti焊料的结构,其中TiC层晶粒大小约为10 nm左右并且连续分布,而Ti5Si3层晶粒大小差异大(100~500 nm)且不连续,这种差异是由于TiC的高成核率和Ti5Si3的低成核率而产生的。     

晶体生长界面相研究

在分析前人的晶体生长理论时,作者认为晶体生长过程中可能存在界面相;在分析各种晶体生长现象后认为,晶体生长过程中界面相是存在的,并起着十分重要的作用;通过分析研究,将晶体生长过程中的界面相划分为3个有机的组成部分：界面层、吸附层和过渡层;并进一步论述了界面层、吸附层和过渡层在晶体生长过程中的地位与作用;在此基础上提出了界面相模型。     

Ti镀层—金刚石界面结合强度与界面产物显微结构的关系

本文了磁控溅射Ｔｉ镀层与金刚石界面反应形成ＴｉＣ层的厚度，镀层与金刚石界面结合强度随热处理时间的变化关系；用ＳＥＭ观察了界面的反应形成的ＴｉＣ在金刚石表面上的分布特征；讨论了镀层－金刚石界面结合强度与ＴｉＣ显微结构特征的相关性。结果表明，镀层与金刚石界面反应首先在金刚石表面外延生成点状ＴｉＣ，点状ＴｉＣ沿镀层与金刚石界面生长，最后形成连续的ＴｉＣ薄膜，从而达到Ｔｉ镀层与金刚石界面最大结合强度。     

固液界面形貌及其转变

凝固时的固液界面通常为平面、胞状、枝晶状。在某些条件下结晶,会形成双胞结构、三胞结构、倾斜枝晶、密集分枝和退化枝晶等不规则界面。本文介绍了不规则界面的形貌特征,讨论了界面能各向异性、压力和温度对界面形貌的影响以及规则界面与不规则界面的相互转变等问题。当晶体沿着某些特定位向生长时,界面能接近于各向同性,晶体以密集分枝方式生长;当界面能各向异性时,大多数晶体以规则枝晶方式生长。在VF工艺中,低压下得到密集分枝界面;压力增加,界面以枝晶方式生长;压力进一步增加,重新得到密集分枝界面。     

超高频连续感应钎焊金刚石界面特征

提出超高频连续感应钎焊工艺方法,采用Ag-Cu-Ti合金钎焊金刚石磨粒与大尺寸钢基体.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对钎焊后的试样界面微观结构以及金刚石磨粒表面生成物形貌特征进行观察和分析.结果表明,超高频连续感应钎焊实现了金刚石、钎料、基体三者之间的连接,钎焊后的钎料层组织晶粒细小,局部区域可见到枝晶状组织.金刚石与钎料层界面存在Ti元素与C元素的反应层,在金刚石磨粒表面生成点状TiC晶体,其直径均100 nm以下,且在金刚石表面呈离散分布.与真空炉中钎焊工艺相比,该界面结构更有利于钎料层对金刚石磨粒的连接把持.     

Cu-Sn-Cr真空钎焊金刚石界面微结构分析

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,开发了一种适于钎焊金刚石的混合金属粉Cu-Sn-Cr作为钎料,并对金刚石磨粒进行了钎焊实验.采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构进行了分析.结果表明:适合钎焊金刚石的活性成分为Cu76Sn19Cr5,该钎料能够实现金刚石的高强度连接.在金刚石与钎料界面处有碳化物生成,钎料组织主要由α-Cu固溶体、Cu41Sn11.金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状Cr7C3.     

多晶硅晶体生长中固-液界面研究进展

论述了多晶硅晶体生长技术的研究现状,探讨了多晶硅在定向凝固过程中的生长机制,重点阐述了多晶硅定向生长中固-液界面的形貌、杂质分布、数学模型、数值模拟以及外场对界面调控的影响,归纳总结目前国内外多晶硅生长界面的研究现状,展望了多晶硅晶体生长过程中固-液界面调控技术的发展前景.     

硅晶体生长固液界面形貌研究

结合杰克逊界面理论、分子动力学模拟(MD)和密度泛函理论(DFT),对硅晶体(100)和(111)面生长过程中固液界面形貌进行研究,包括界面自由能变化、结构变化和生长位置吸附能等.通过杰克逊界面理论计算,发现(100)界面晶相原子和流体相原子在表面各占约50;时吉布斯自由能达到极小值,而(111)界面在表面占比约0;或100;时达到极小值,说明当热力学平衡时,(100)面趋向于粗糙面,(111)面趋向于光滑面;分子动力学模拟显示,随着生长的进行,初始光滑的固液界面在(100)面上会逐渐转变为粗糙界面,而(111)面则始终保持光滑界面生长;且在生长过程中,(100)面的生长速率明显高于(111)面,因为(100)面始终为粗糙面生长;DFT计算发现,(100)面上的所有生长位置吸附能接近,可以实现连续生长,(111)面吸附能则存在明显的差值,生长原子需要吸附在台阶处才能进行层状生长.     

碳化物价电子结构及其界面电子密度分析

运用固体与分子经验电子理论计算了六种过渡金属碳化物(MC)的价电子结构及其部分低指数晶面的电子密度.计算结果表明:MC最强键为最近邻M-C键,相邻(111)面间以最强键结合,滑移困难.通过对NiAl和MC的不同晶面的共价电子密度的分析发现:(110)NiAl和(100)MC在一级近似范围内基本上保持连续;采取适当的制备工艺,使复合材料中存在尽可能多的(110)NiAl∥(100)MC,有可能使这种复合材料具有更优异的力学性能.     

双负超颖材料中的声学界面波

声学超颖材料中可以观察到声学界面波的存在.超胞方法被用来研究这种存在于非完全禁带中的界面波的色散关系和本征场分布.进一步,等效介质理论被用来证明这种界面波模式是由声学超颖材料的双负响应引起的.通过利用这种界面波模式,可以获得用于超声成像的声学超透镜.     

立方氮化硼单晶生长界面层的精细结构

以Li3N为触媒、六方氮化硼(hBN)为原料,采用静态高温高压法合成立方氮化硼(cBN)单晶.为探讨cBN合成机理,利用扫描电镜观察了cBN单晶生长界面层形貌,利用俄歇电子能谱和X射线光电子能谱对界面层精细结构进行了表征.结果表明,cBN单晶被合成后的触媒粉末所包裹,界面层中B、N元素相对比例基本保持不变,且随着距离cBN单晶越来越近,B、N元素的sp2杂化态逐渐减少,sp3杂化态逐渐增多,这说明hBN含量逐渐减少,而cBN含量逐渐增多.由于Li元素非常活泼,在高温高压体系中的电子结构极不稳定,故可以作为电子转移的桥梁,完成电子由N向B的转移.据此认为在cBN单晶生长界面层中,B、N元素的sp2杂化态逐渐转变成了sp3杂化态.以上结果说明hBN在触媒催化作用下可直接转变为cBN.     

人造金刚石/金属包膜界面差异性研究进展

在高温高压条件下,利用过渡族金属触媒合成金刚石单晶时,金刚石单晶表面的金属包膜在不同的生长界面上呈现不同形貌花样,揭示其本质对研究金刚石单晶的合成机理具有重要意义.本文从金属包膜不同界面间在形貌、成分、组织结构等方面的差异性出发,阐述了近年来人造金刚石单晶生长机理的研究现状,同时又提及余氏理论和程氏理论在金属包膜界面研究中的应用.并在此基础上提出今后的研究方向.     

水热法白宝石晶体和籽晶界面研究

用分光光度计研究发现水热法白宝石晶体和籽晶界面使晶体透过率降低,用大视场偏光显微镜和原子力显微镜分析了该界面的包裹物分布以及界面的显微结构.结果表明平行于(1123)面的籽晶和生长层晶体界面包裹物含量少.界面的缺陷主要来自于晶格畸变及生长初期的温场不稳定所引起的结构缺陷,这也是引起晶体透过率下降的主要因素.     

立方氮化硼生长界面形貌及相结构表征

采用Li3N和hBN为原料,在静态高温高压条件下合成出大颗粒cBN单晶.利用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)对合成块断面、大颗粒cBN单晶形貌及其周围物相进行了表征.结果表明:在大颗粒cBN单晶周围主要存在hBN、cBN及Li3BN2等物相.HRTEM在大颗粒单晶周围发现了纳米尺寸的cBN微颗粒,并发现该微颗粒处在Li3BN2物相包裹中.由此可以推测,高温高压状态下,hBN与Li3N发生共熔反应生成Li3BN2,而Li3BN2作为触媒中间相促使cBN的形成.同时结合SEM结果分析表明,一旦cBN微颗粒形成,在随后的生长过程中,cBN在Li3BN2熔体中以扩散的方式进行台阶生长,从而形成宏观可见的cBN单晶.     

定向凝固过程中的不规则固液界面形貌

固液界面通常为规则界面, 但有时为不规则界面,如倾斜枝晶、退化枝晶和海藻状晶体界面.以琥珀腈为研究对象,用设计的定向凝固实验体系, 研究了不同温度梯度和界面生长速度对固液界面形貌的影响.实验结果表明:界面生长速度一定时,增加温度梯度界面由倾斜枝晶逐渐转变为退化枝晶,最终成为海藻状晶体;温度梯度一定时,降低界面生长速度界面会发生类似的变化.温度梯度和界面生长条件在一定范围内变化时,界面可以从一种生长方式变为另一种方式,如可以从海藻状晶体连续地变为倾斜枝晶.在某些条件下,海藻状晶体和倾斜枝晶可能同时出现在界面上,并竞相生长.退化枝晶界面处于动态变化中,二次枝晶臂不断地改变着生长方向.     

InP/GaP晶格失配界面的电特性

本文研究了InP/GaP晶格失配界面的电特性。HRTEM图象表明在界面存在90°位错缺陷的应变缓释。ECV表明界面存在高密度载流子层。AFM图象表明本研究中获得了粗糙度为2.48nm的良好InP异质外延层。并对于InP界面给出了一个基于费米能级钉扎的模型来解释观察到的电性质。     

炉温突变对BBO晶体生长界面温度的影响

本文从温度波在熔体中传播的理论以及熔体速度边界层理论出发，研究籽温度脉冲宽度与温度波的频率、波长对ＢＢＯ熔体的穿透深度之间的关系；讨论了在一定转速下为不使温度波穿透边界层到达生长界面所容许的温度脉冲宽度，从而为ＢＢＯ晶体的生长提供了依据。