超细的显微结构使超硬材料变得更硬

<正>金刚石和立方氮化硼作为先进工具材料,在现代加工业中发挥着至关重要的作用.然而这两种材料都存在各自的缺点:例如金刚石的热稳定性较差,立方氮化硼的硬度和韧性偏低.同时提高这些材料的综合力学性能(硬度和韧性)及热稳定性是科学界和产业界长期以来的共同目标.此外,寻找硬度超过天然金刚石的人工材料也一直是人类的梦想.然而,多年的努力使人们对能否实现这一梦想持悲观态度,     

2014国际新材料计量与测试技术学术交流会将于山东济南召开

国防科技工业应用化学一级计量站与全国新材料与纳米计量技术委员会将于2014年10月27-29日在山东省济南市联合举办“国际新材料计量与测试技术学术交流会”。     

High-Q Microcavity in Two-Dimensional Diamond Photonic Crystal Thin Films Realized via a Mode Gap

We design high quality factor （Q） photonic crystal microcavities in diamond films for applications in quantum information based on color centers. A photonic microcavity made from a waveguide heterostructure with a mode gap is demonstrated to have a high Q factor over 1051400 and a modal volume V of 2.24 cubic wavelengths by modifying the mode gap width and the tapered region geometry. Besides its ultrahigh Q factor, the waveguide-like geometry of the cavity allows for easy on-chip transportation of quantum information between different cavities.     

基于无线网络的塔吊群防碰撞系统的研究

根据无线网络的特点与塔吊群协同作业的安全要求,研究了工业环境下无线网络的实时性和可靠性,成功研制了塔吊群防碰撞系统,预防塔吊间的碰撞问题.     

基于近红外光谱技术的秸秆工业分析

工业分析是生物质热化学工程技术中的一项常规应用分析。文章探讨了近红外光谱技术(NIRS)在秸秆工业组成分析上的应用,并利用近红外光谱技术预测了秸秆中挥发分和固定碳含量。利用Foss 6500光栅型近红外光谱仪在1 108～2 492 nm光谱范围内分别对直接切短秸秆样品中水分、灰分、挥发分和固定碳以及干燥粉碎样品中灰分、挥发分和固定碳的近红外光谱建立了预测模型。对于直接切短秸秆样品,水分、灰分、挥发分和固定碳校正模型外部验证的R2_V(SEP)分别为0.92(0.76%),0.94(0.84%),0.88(0.82%)和0.75(0.65%)。干燥粉碎样品中灰分、挥发分和固定碳的近红外光谱模型外部验证的R2_V(SEP)分别为0.98(0.54%),0.95(0.57%)和0.78(0.61%)。实验结果表明,近红外光谱技术能实现秸秆的快速分析和多组分同时测定, 从而可降低秸秆工业分析的成本。     

Ar离子辅助沉积对含氢类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

选C₂分子和一定量的H原子作为沉积源,Ar离子作为辅助沉积粒子,采用分子动力学(MD)方法模拟研究离子束辅助沉积(IBAD)生长类金刚石(DLC)膜的物理过程.给定Ar的入射能量并改变Ar的到达比(Ar/C),研究辅助沉积对DLC膜结构的影响;重点讨论Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对薄膜结构产生的影响.结果表明,由于Ar离子轰击引起的能量和动量的传递,增加了合成薄膜的SP³键含量,增大了合成薄膜的密度,加宽了沉积粒子和衬底的结合宽度,研究结果和实验观察一致,并从合成机理上给出一些定量解释.     

Electrical and structural properties of diamond films implanted by various doses of oxygen ions

Oxygen-doped diamond films are prepared by implanting various dose oxygen ions into the diamond films synthesized by hot filament chemical vapour deposition, and their electrical and structural properties are investigated. Hall effect measurements show that lower dose oxygen ion implantation is beneficial to preparing n-type diamonds. The carrier concentration increases with the dose increasing, indicating that oxygen ions supply electrons to the diamonds. The results of AES spectrum indicate that oxygen ions are doped into the diamond films, and the O-implanted depth is around 0.1μm. Raman spectrum measurements indicate that the lower dose oxygen ion implantation at 10¹⁴cm^-2 or 10¹⁵cm^-2 is favourable for producing less damaged O-doped diamond films.     

金刚石膜在Si(100)衬底上的选择沉积

采用自行设计的微波等离子体化学气相沉积系统,利用铜网作为模板实现了在Si(100)衬底上金刚石膜的选择沉积.用场发射扫描电子显微镜(SEM)、Raman散射谱对样品进行了表征与分析.并与同样生长条件下未采用模板时得到的金刚石样品进行了比较.结果发现,采用模板后,金刚石膜的成核密度和质量都得到很大提高.     

NiMnCo粉末触媒合成金刚石特征的研究

本文采用扫描电子显微镜(SEM)、图象分析仪和金刚石性能测试仪分别对粉末状和片状NiMnCo触媒合成的金刚石形貌、(111)、(100)结晶面的微形貌、包裹体分布及其力学性能进行分析.研究结果表明:与片状触媒合成的金刚石相比,NiMnCo粉末触媒合成的金刚石呈典型的六-八面体,晶型完整率高;(111)、(100)结晶面完整无缺陷,透明度高、包裹体少且细小分散.因此,NiMnCo粉末触媒合成的金刚石具有较高的静压强度和热稳定性.     

加氮对直流电弧等离子体喷射金刚石膜生长、形貌和质量的影响

利用直流等离子体喷射化学气相沉积法制备掺氮的金刚石厚膜.本文研究了在甲烷/氩气/氢气中加入氮气对金刚石膜生长、形貌和质量的影响.反应气体的比例由质量流量计控制,在固定氢气(5000sccm)、氩气(3000sccm)、甲烷(100sccm)流量的情况下改变氮气的流量,即反应气体中氮原子和碳原子的变化比例(N/ C比)范围是从0.06到0.68.同时金刚石膜在固定的腔体压力(4kPa)和衬底温度(800℃)下生长.金刚石膜用扫描电镜(SEM)、拉曼谱和X射线衍射表征.结果表明,氮气在反应气体中的大量加入对直流等离子体喷射制备金刚石膜的形貌、生长速率、晶体取向、成核密度等有非常显著的影响.