摘要 ：

颗粒增强铝基复合材料(PMMCs)展现出了优异的机械和物理性能,具有重要工程应用价值,是材料领域的研究热点之一。本文通过改进三维元胞自动机法对PMMCs的热处理过程进行模拟,研究增强相尺寸对PMMCs基体晶粒粗化的影响。选用大小为300×30×300的元胞系统,在增强相体分比为1%的情况下,仿真尺寸分别为1、2、3元胞单位的晶粒生长过程。结果显示,第二相颗粒对晶粒生长有明显抑制作用,钉扎现象有效降低了晶粒尺寸。相同浓度下第二相颗粒尺寸较小时,对晶粒生长抑制效果较好。随着颗粒尺寸的增大,颗粒稀疏性提升,晶粒粗化程度增大。

关键词 ：

晶粒生长 铝基复合材料 第二相颗粒 元胞自动机法

引用：

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摘要 ：

颗粒增强型铝基复合材料具有优异的机械性能和物理性能,但是,颗粒增强型铝基复合材料在经历热处理、热挤压、3D打印等过程中往往会出现晶粒粗化,晶粒不均匀等现象。本文采用三维元胞自动机模型,模拟颗粒增强型铝基复合材料在高温、热加工等条件下的晶粒生长,探究第二相颗粒对晶粒生长的影响关系,研究第二相颗粒浓度对晶粒尺寸的作用关系。对工业上利用第二相颗粒调控微结构的方法具有一定参考意义。

关键词 ：

元胞自动机 颗粒增强 铝基复合材料 晶粒生长

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摘要 ：

石墨烯增强金属基复合材料研究近年来不断获得突破。石墨烯纳米片(GNPs)作为常用增强相其分散混合性、与金属界面结合性是影响最终复合材料力学性能的关键。本文以改进三维元胞自动机法为仿真手段,模拟在铝合金材料中均匀混合GNPs,在高温变形条件下的晶体生长过程。选取边长为300单元体的立方形仿真区域,预测不同GNPs体分比、不同GNPs片层宽度、不同GNPs方位分布三种生长情况,详细研究铝合金基体的晶粒生长历程,判断GPNs对晶粒的钉扎作用效果。结果显示,随着GNPs体分比的上升,铝合金最终晶粒尺寸逐渐降低,体现了钉扎增强效果。相同体分比情况下,GNPs边长较大的工况,最终晶粒尺寸较大,局部团聚将显...

关键词 ：

石墨烯纳米片 晶粒生长 铝基复合材料 元胞自动机法

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摘要 ：

利用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅控特性和锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜的光伏效应,在HEMT器件的栅极处沉积一层PZT铁电薄膜,提出了一种新型的(光敏感层/HEMT)探测结构.为制备出光伏性能优异的薄膜,对不同的溅射功率和退火温度制备的PZT铁电薄膜进行表面形貌和铁电性能分析.发现200 W溅射功率、700℃的退火温度制备的薄膜表面晶粒生长明显,剩余极化强度为38.0μC·cm-2.工艺制备GaN基HEMT器件并把PZT薄膜沉积到器件栅极上.在无光和365nm紫外光照射下对有、无铁电薄膜的HEMT探测器的输出特性进行测试.结果显示,在光照时,有铁电薄膜的HEMT器件相较于无光时,源-漏饱和电压最多降低3.55V,饱和电流最多增加5.84mA,表明新型感光栅极HEMT探测器对紫外光具有优异的探测效果.为实现对新型探测器的结构进行优化的目的,对栅长为1μm、2μm和3μm等不同栅长的探测器进行光照测试.结果表明,在紫外光照射下,三种探测器的漏极饱和电流分别为23mA、20mA和17mA,所以栅长越长器件的饱和电流越小,探测性能越差.

关键词 ：

紫外线源 光刻 氮化镓 光学探测器 光伏效应 铁电薄膜 量子光学

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利用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅控特性和锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜的光伏效应,在HEMT器件的栅极处沉积一层PZT铁电薄膜,提出了一种新型的(光敏感层/HEMT)探测结构.为制备出光伏性能优异的薄膜,对不同的溅射功率和退火温度制备的PZT铁电薄膜进行表面形貌和铁电性能分析.发现200 W溅射功率、700℃的退火温度制备的薄膜表面晶粒生长明显,剩余极化强度为38.0μC·cm-2.工艺制备GaN基HEMT器件并把PZT薄膜沉积到器件栅极上.在无光和365nm紫外光照射下对有、无铁电薄膜的HEMT探测器的输出特性进行测试.结果显示,在光照时,有铁电薄膜的HEMT器件相较于无光时,源-漏...

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光伏效应 光刻 光学探测器 氮化镓 紫外线源 量子光学 铁电薄膜

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为了提高CuAlO_2陶瓷的电导率,满足其在热电器件使用中的要求,以Cu_2O、Al_2O_3为原料,铝硅酸盐玻璃为添加剂,采用两步固相烧结法制备了CuAlO_2(CAO)陶瓷,研究烧结温度对CAO陶瓷电导率的影响.实验发现:随着烧结温度的上升,CAO陶瓷的密度、晶粒尺寸和电导率逐渐增大.烧结温度为1 175℃时,CAO陶瓷的表观密度和相对密度达到最大值,分别为4. 408 g/cm3和95. 8%.当烧结温度达1 200℃时,CAO陶瓷晶粒生长发育完整,呈现多边形结构,且其电导率达到最大(2. 42 S/m),比1 050℃的样品高了近10倍.阻抗谱分析表明,烧结温度对CAO陶瓷电导率的改善...

关键词 ：

烧结温度 电性能 铝硅酸盐玻璃 铝酸铜陶瓷

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　　钛合金由于具有熔点高、密度低、比强度高、耐腐蚀性能好等特点而广泛应用于航空航天领域。本文采用激光多层沉积技术制备Ti-6Al-4V三维结构，采用光学显微镜，扫描电镜，显微硬度计系统研究了多层沉积三维结构横断面和不同沉积层截面的微观组织特征及硬度分布规律。首先针对合金沉积层的凝固组织展开研究，通过分析激光多层沉积快速凝固及反复加热下Ti-6Al-4V合金的成形规律、缺陷分布、晶粒生长取向等，并结合多元合金快速加热/快速凝固理论阐明组织演化机制，结果表明，激光多层沉积Ti-6Al-4V合金的凝固组织由外延生长的粗大柱状晶组成，仅在沉积试样的最顶部，形成一层薄薄的细小等轴晶。其次研究了β晶内α相的形成和分布。结果表明，原始β晶内的微观组织主要由大量的α束域、初生魏氏α板条以及板条间β相组成。在组织研究的基础上，对沉积层不同区域的硬度分布进行测试，为激光多层沉积Ti-6Al-4V合金的进一步深入研究及应用奠定科学基础。

关键词 ：

Ti-6Al-4V 显微硬度 显微组织 激光沉积

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以五氧化二铌为铌源,通过设计低成本的水基溶胶凝胶技术路线,成功合成出具有纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸约为30nm的LNKN纳米粉体。进一步,采用常规陶瓷烧结工艺,对纳米粉体进行致密化烧结。结果发现,相对于传统固相法合成的微米尺度粉体,LNKN纳米粉体烧结后的陶瓷显微结构中异常晶粒长大行为更为明显。分析原因主要是局部区域液相烧结机制起主导作用,部分纳米晶粒生长速率快,导致异常晶粒长大现象显著。本工作不仅对于水基溶胶凝胶法合成其它含铌功能陶瓷粉体有重要的指导意义,有关异常晶粒长大行为的分析对于研究易挥发性低熔点纳米粉体的致密化烧结行为也有借鉴价值。

关键词 ：

异常晶粒长大 溶胶-凝胶 纳米粉体 陶瓷

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本发明是一种基于透射电子显微镜观察激光诱导晶化纳米薄膜截面晶粒特征的样品制备方法。该方法步骤：1.运用磁控溅射手段在用于透射电子显微镜观察的基底上镀一层薄膜；2.将两片薄膜镀膜面相对贴合并固定，并剪断一部分；3.将剪断的薄膜用两块板状材料夹住，断面处在两块板状材料边缘的缝隙之中；4.断面用激光器进行单脉冲辐照；5.将其中一片薄膜平放在透射电子显微镜下进行观察，其断面边缘的晶化区域即为所要观察的激光辐照截面的晶粒生长形貌。该方法不通过镶样、磨试样，离子减薄等一系列复杂手段进行样品制备，流程时间大大缩短，污染非常小，且结果可信度较高。此方法对于揭示相变材料在厚度方向上的晶化行为的研究具有重大意义。

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本发明是一种基于透射电子显微镜观察激光诱导晶化纳米薄膜截面晶粒特征的样品制备方法。该方法步骤：1.运用磁控溅射手段在用于透射电子显微镜观察的基底上镀一层薄膜；2.将两片薄膜镀膜面相对贴合并固定，并剪断一部分；3.将剪断的薄膜用两块板状材料夹住，断面处在两块板状材料边缘的缝隙之中；4.断面用激光器进行单脉冲辐照；5.将其中一片薄膜平放在透射电子显微镜下进行观察，其断面边缘的晶化区域即为所要观察的激光辐照截面的晶粒生长形貌。该方法不通过镶样、磨试样，离子减薄等一系列复杂手段进行样品制备，流程时间大大缩短，污染非常小，且结果可信度较高。此方法对于揭示相变材料在厚度方向上的晶化行为的研究具有重大意义。

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