Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上3C-SiC的Raman研究

单晶Si和蓝宝石(0001)是两种重要的3C-SiC异质外延衬底材料，然而，由于Si及蓝宝石和3C-SiC之间大的晶格失配度和热膨胀系数失配度，在3C-SiC中会产生很大的内应力，直接影响3C-SiC的电学特性。Raman散射测试是一个功能很强的测试方法，其强度、宽度、Raman位移等有关Raman参数可以给出有关SiC晶体质量的信息，其中包括内应力。利用背散射几何构置的Raman方法研究了Si(100)和蓝宝石(0001)村底上LPCVD方法生长的SiC外延薄膜，在生长的所有样品中均观察到了典型的3C-SiC的TO和LO声子峰，在3C-SiC／Si材料中，这两个声子峰分别位于970．3cm-l和796．0cm-1，在3C-SiC／蓝宝石材料中，分别位于965．1cm^-1和801．2cm-1，这一结果表明这两种外延材料均为3C-SiC晶型。利用一个3C-SiC自由膜作为无应力标准样品,并根据3C-SiC／Si和3C-SiC／蓝宝石的TO和LO声子峰Raman位移相对于自由膜的移动量，得到3C-SiC中的内应力约分别为1GPa和4GPa。实验发现在这两种材料的TO声子峰的Raman位移移动方向相反，通过比较3C-SiC、Si和蓝宝石的热膨胀系数，预期Si衬底上的3C-SiC外延膜受到的应力为张应力，而蓝宝石衬底上3C-SiC受到的应力则为压应力。     

柔性OLED用高耐热聚酰亚胺薄膜的制备与性能

聚酰亚胺(PI)薄膜作为柔性有机发光显示(OLED)基板材料应用时, 需要满足玻璃化转变温度(T_g)大于450 ℃和热膨胀系数(CTE)在0~5×10^-6 K^-1之间. 为了提高PI薄膜的热性能, 本文合成了2,7-占吨酮二胺 (2,7-DAX), 并将其与均苯四甲酸二酐(PMDA)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(BOA)共聚制备了一系列新型PI薄膜. 研究了PI薄膜的聚集态结构、 耐热性能、 尺寸稳定性和力学性能. 结果表明, 占吨酮结构和苯并噁唑结构提高了PI分子链的刚性与线性, 使分子链在平面内紧密堆积与取向, 制备的PI薄膜综合性能优异, 玻璃化转变温度高于408 ℃, CTE在-5.0×10^-6~8.1×10^-6 K^-1之间, 拉伸强度大于140 MPa, 拉伸模量大于4.2 GPa, 断裂伸长率为7.1%~20%, 5%热失重分解温度(T_5%)在601~624 ℃之间. 其中, PI-50和PI-60薄膜具有超高玻璃化转变温度和超低热膨胀系数, T_g高于450 ℃, CTE分别为2.1×10^-6 K^-1和1.6×10^-6 K^-1. 制备的系列PI薄膜作为柔性OLED基板材料有潜在应用前景.     

T91钢和SIMP钢表面AlOx涂层在600℃静态液态铅铋共晶中的稳定性和腐蚀行为

铁素体/马氏体钢,如T91钢和SIMP钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受高温LBE腐蚀,在钢表面制备AlO_x (x <1.5)涂层.本文采用磁控溅射法在T91钢和SIMP钢表面制备了AlO_x涂层.对表面有涂层的T91钢和SIMP钢以及表面无涂层的T91钢和SIMP钢在600℃的饱和氧浓度的LBE中腐蚀300 h和700 h的结果进行比较.结果表明,涂层钢表面的氧化层比无涂层钢表面的氧化层薄,这表明AlO_x涂层可以有效防止铁、铬和氧元素的快速扩散.然而,在LBE中腐蚀700 h后, AlO_x涂层出现裂纹,表面有涂层的T91钢和SIMP钢均遭受到明显的氧化腐蚀,说明该涂层在600℃的LBE中可以在短时间内保护基体免受高温腐蚀.但是涂层在600℃的LBE中不能长时间保持稳定.这可能是由于此次实验条件制备的AlO_x     

Performance of a tubular oxygen-permeable membrane reactor for partial oxidation of CH4 in coke oven gas to syngas

A gas-tight BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ (BCFNO) tubular membrane was fabricated by hot pressure casting. And a membrane reactor with BCFNO tubular membrane and Ag-based sealant was readily constructed and applied to partial oxidation of CH4 in coke oven gas. At 875 ℃, 95% of methane conversion, 91% of H2 and as high as 10 ml·cm-2·min-1 of oxygen permeation flux were obtained. There was a good match in the coefficient of thermal expansion between Ag-based alloy and BCFNO membrane materials. The tubular BCFNO membrane reactor packed with Ni-based catalysts exhibited not only high activity but also good stability in hydrogen-enriched coke oven gas (COG) atmosphere.     

3GPa压力处理对Cu-Zn合金热膨胀系数的影响

利用膨胀仪测试了Cu-Zn合金在3 GPa压力处理前后、25~700℃温度范围内的热膨胀系数;借助金相显微镜、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热分析(DSC)技术,对高压处理前后合金的金相组织及相变进行了分析。在此基础上,探讨了高压处理对Cu-Zn合金热膨胀性能的影响。结果表明:高压处理能增大Cu-Zn合金的热膨胀系数,改变热膨胀系数随温度的变化规律,当温度为535.14℃时,热膨胀系数呈现高峰值,较同等温度未经高压处理的Cu-Zn合金的热膨胀系数增大了49.48%。     

聚合物波导微环谐振器的无热化设计

从波导微环谐振器的谐振方程出发,推导出了波导微环谐振器的无热化条件和谐振波长温度依赖特性表达式,分析了硅衬底PSQ聚合物波导微环谐振器滤波功能的温度特性。通过选择合适的聚合物衬底来取代传统的硅衬底,可极大地减小聚合物波导微环谐振器的温度敏感性,给出了聚合物衬底选择的方法。研究结果表明,所设计的全聚合物波导微环谐振器,在温度从20～65℃范围内谐振波长漂移量最大值为-0.0085 nm,温度依赖波长漂移率最大值为-0.00090 nm/K,实现了无热化。     

二氧化铈固体的力学和热物理性质研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了二氧化铈固体基态的晶格结构,体积模量和弹性系数。与实验数据比较表明,Wu-Cohen广义密度梯度近似理论预测出的晶格常数比局部密度近似和Perdew-Wang广义密度梯度近似的更为准确。我们利用Wu-Cohen近似计算出的结构参数和力学常数,确定了Debye温度,并采用IDebye模型预测了二氧化铈固体的热膨胀系数和等压热容。与实验数据比较表明,理论预测出的热膨胀系数和热容与实验数据吻合得较好。     

基于Matlab分析数据和传感器控制的金属杆的线膨胀与温度关系的实验研究

以电脑控制金属杆热膨胀的传感器实验为基础,用Matlab来处理实验数据,并进行数据的拉格朗日插值拟合,从而得出金属杆的线膨胀系数与温度变化成正比关系.     

在－50℃~+150℃大温度范围下用FBG测材料的三维热膨胀系数

报导了用光纤布喇格光栅(FBG)传感器测量军工用的一新型材料的新方法.实验结果表明，此方法可在恶劣环境下可靠检测热膨胀系数，FBG在低至－50℃和高至+150℃大范围下仍能正常工作.文中给出了相应理论及实验结果.     

传感器电解质材料热膨胀性能和热稳定性变化规律研究

以ZrO2固体电解质材料为例,研究氧传感器电解质材料原子振动特点和热膨胀系数及其热稳定性随温度和时间的变化规律,探讨原子非简谐振动的影响。结果表明：原子振动的频率、阻尼系数,在简谐近似下为常数,在考虑到非简谐效应后随温度升高而增大;原子平均位移和热膨胀系数在简谐近似下为零,在考虑到非简谐效应后随温度升高而增大,随的时间的增长而减小;热膨胀性能稳定性温度系数随温度的升高而减小,随时间的增长而增大,即使用时间越长,材料的热膨胀性能稳定性越低;温度越高,热膨胀性能越稳定;非简谐情况下的原子振动的频率、阻尼系数和热膨胀系数与简谐近似下的差值随温度的升高而增大,即温度越高,非简谐效应越显著。