硼/氮原子共掺入金刚石的晶格损伤及其退火过程的计算机模拟

借助于Tersoff势函数和分子动力学模拟技术研究了室温下500eV的能量粒子硼(4个)和氮(8个)共掺入金刚石晶体中所引起的损伤区域内晶体微细观结构的变化特征以及后续加热退火晶体结构的演变特征.结果表明：随着掺入原子数目的增加，受影响的区域范围渐渐增大，12个粒子全部注入金刚石晶体后局部影响区域的半径达0.68nm，损伤区域中心的三配位原子数增加而四配位数原子数量减少.加热退火过程中损伤中心区域的原子发生扩散，部分原子的扩散距离达到4个晶格间距.加热退火使损伤区域中心原子间的平均键长趋于金刚石结构的键长.退火后薄膜中注入的杂质原子向表面扩散引起应力分布产生变化，杂质原子经过一系列的扩散过程能够到达空位的位置，减少薄膜中空位数量，减小晶格畸变程度，原子向表面扩散引起应力产生重新分布，薄膜中应力峰值的峰位向薄膜表面发生移动，局部应力集中程度降低.通过不同退火温度的比较发现低温下退火(800℃)更有利于空位的运动和晶格损伤的恢复从而提高晶格质量. 关键词： 金刚石共掺杂 分子动力学 退火     

Ti掺杂Nd2Fe14B/α-Fe纳米双相复合永磁体晶化动力学

纳米双相复合稀土永磁材料,利用硬磁相高磁晶各向异性和软磁相高饱和磁化强度的优点,通过铁磁交换耦合作用获得优异的磁性能.但是如何解决软硬磁双相纳米微结构不匹配的问题,控制软硬磁相同时达到理想的纳米尺度复合是关键.本文研究了掺杂合金元素Ti对熔体快淬法制备的Nd₂Fe₁₄B/α-Fe快淬薄带晶化过程的影响.结果表明,掺杂合金元素Ti能影响Nd₂Fe₁₄B/α-Fe交换耦合磁体整个晶化动力学过程,使α-Fe相的晶化激活能升高,抑制其从非晶相中析出.同时,降低1∶7亚稳相的晶化激活能,起到稳定亚稳相的作用.而且随着晶化温度的进一步提高, α-Fe和Nd₂Fe₁₄B两相由1∶7亚稳相分解产生,从而有效避免了α-Fe相的优先析出.显微组织观察表明,掺杂Ti的样品晶粒细小、分布均匀,平均晶粒尺寸在20 nm左右,没有特别大的α-Fe粒子出现.当Ti的掺杂量原子百分数为1.0%时,获得了最佳磁性能(BH)_max=12 MG·Oe(1 G=10