新世纪的绿色环保能源

 我们伴随着日益严重的世界性能源短缺和环境污染走进了２１世纪。原油价格不断上涨的浪潮还在升温,而地球上的化石燃料如石油、煤炭等这些不可再生能源的储量在快速减少。那么,寻找无污染且可持续发展的绿色环保能源来取代化石燃料已是人类的共同课题之一。按照我国的２１世纪发展计划,即到２０５０年进入中等发达国家的行列,那么,我国那时的年人均ＧＤＰ要达到５０００至６０００美元（美国、日本２０世纪８０年代的水平）。设想那时的单位产值能耗可降至０．４１吨标准煤／千美元ＧＤＰ,可以推算出２０５０年一次能源总需求量约为３４．４亿吨标准煤,按１６亿人口计算,人均约为２．１５吨标准煤。     

氮离子注入硅表面的力学性能及其微摩擦磨损行为研究

以单晶硅作为研究对象,选用离子注入剂量分别为5 ×1014 ions/cm2、6 ×1015ions/cm2和1 ×1017ions/cm2,注入能量为110 keV的氮离子注入单晶硅片,利用原位纳米力学测试系统对氮离子注入前后单晶硅片的硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦磨损试验机上对氮离子注入前后单晶硅片的往复滑动微摩擦磨损性能进行研究.结果表明,氮离子注入后单晶硅片的纳米硬度和弹性模量减小,且注入剂量越大,其降低越明显.氮离子注入后单晶硅片的减摩性能提高,其摩擦系数大幅度降低,在载荷达到一定值后,氮离子注入层被迅速磨穿,摩擦系数迅速增加并产生磨痕.其磨损机制在小载荷下以粘着磨损为主,在大载荷下以材料的微疲劳和微断裂为主.     

离心铸造二元钛合金的摩擦磨损性能研究

采用钨电极熔化、离心浇注工艺制备Ti-Mo、Ti-Nb和Ti-Cr二元钛合金,利用CJS111A型球-盘式摩擦磨损试验机评价其干摩擦磨损性能,研究合金元素对钛合金耐磨性的影响,采用扫描电子显微镜观察合金磨损表面形貌,利用机械性能显微探针测量磨痕轮廓,分析了几种合金的磨损机理.结果表明:当合金中Mo、Nb及Cr元素的质量分数为5%时,几种二元合金的稳态摩擦系数相差不大;当Mo、Nb及Cr元素的质量分数为10%时,Ti-10Mo合金与Ti-10Nb合金的稳态摩擦系数相差不大,Ti-10Cr合金的稳态摩擦系数较大;几种合金中,硬度较低的Ti-5Nb合金试样的磨痕深度最小,硬度最高的Ti-5Cr合金试样的磨痕深度最大;Ti-Mo合金和Ti-Nb合金的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损共同作用,而Ti-Cr合金则以磨粒磨损为主.     

SiCp/Y112铝基复合材料制备工艺及性能

3种不同铸造工艺条件下铝基复合材料的微观组织,并对其硬度进行了测定.研究表明:与全液态铸造法和半固态铸造法相比,搅熔铸造制备的SiCp/Y112铝基复合材料,其增强相SiC颗粒分布均匀,气孔率较少.是一种较理想的金属基复合材料制备工艺.未增强的Y112基体铝合金的维氏硬度高于其半固态坯料的维氏硬度;而SiCp/Y112铝基复合材料的维氏硬度明显高于基体的维氏硬度,并随着SiC颗粒的体积分数的增加其复合材料的维氏硬度不断提高.     

单晶硅晶格间距的测量技术进展及应用

单晶硅晶格间距是许多重要物理常数测量的基础。本文介绍了硅晶格间距测量技术的发展历程,包括X射线干涉仪直接测量和晶格比较仪间接测量两种方法,以及影响测量结果不确定度的关键因素。得益于晶格间距测量的进展,在纳米尺度,硅晶格间距被国际计量局(BIPM)批准成为新的米定义复现形式。最后介绍了硅晶格在计量学中的应用,以及基于硅晶格实现纳米几何量测量的溯源体系的研究趋势。     

1699年3月16日：查隆纳铸造伪币被处绞刑──牛顿晚年二三事

牛顿耀眼的科学成就广为人知:他的《自然哲学的数学原理》(Principia)和《光学》(Opticks)为现代物理学奠定了根基。但他晚年的岁月,从1696 年接任英国皇家铸币局的局长开始,则较少被提及。牛顿于铸币局期间,监督英国的钱币铸造,严厉地追捕伪造者,其中包括最成功的查隆纳(William Chaloner)。     

紫外激光刻蚀单晶硅片工艺的试验研究

紫外激光刻蚀单晶硅片时,热传导作用和等离子热效应等多种作用机理共同决定刻蚀效果,热传导作用导致材料的熔化和气化,等离子体热效应导致材料破碎和抛出.从理论上分析各种作用机理中相关工艺参数的作用,并针对不同的工艺参数进行测试,综合分析各个工艺参数在刻蚀过程中对刻蚀质量的影响,在此基础上,为寻找最优刻蚀工艺参数和最佳刻蚀效果...     

铸造充型流动过程的三维数值模拟

本文以ＳＯＬＡ－ＶＯＦ方法为基础,结合作者提出的三维自由表面边界速度确定方法,实现了铸造充型流动过程的三维数值模拟,模拟结果准确地提供了液体金属在充型过程中的流动形态、充型时间、流量等实用的参数．这表明,通过数值计算的手段,对用实验方法难以观测的铸造充型流动过程进行分析研究是有意义可行的,所得到的参数有助于铸造工艺的设计及优化     

双步激光辐射提升纳秒激光抛光单晶硅的表面

单晶硅是一种重要的半导体材料。通常，铸锭切片后的单晶硅表面易产生较深的沟槽、凹坑和裂纹等缺陷。针对这一问题，提出了一种双步激光辐射的方法，其在修复表面缺陷的同时，可以降低表面粗糙度。首先，通过有限元法模拟对不同激光参数下可修复的缺陷深度进行预测。然后，在0.50 J/cm²的较高能量密度下，利用较深的表面层熔化修复各种深度的表面缺陷。然而，由于高能量密度下引发的热毛细管流易造成高频特征残留在表面上，故会导致表面粗糙度增加。接着，使用一个0.20 J/cm²的低能量密度再次辐射同一表面，可有效消除残留的高频特征。最终，原始表面粗糙度为1.057μm的表面经过双步激光辐射后可获得一个表面粗糙度为26 nm的无缺陷光滑表面。