关键词： 直流磁控溅射   铝纳米颗粒薄膜   沉积速率   微结构   电阻率  

摘要： 采用直流磁控溅射法,以高纯铝(99.99%)为靶材,高纯氩气(99.999%)为起辉气体,在经机械抛光的单晶Si衬底上制备铝纳米颗粒薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、光学薄膜测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪分别测试了铝纳米颗粒薄膜的晶相结构、薄膜厚度、表面形貌及电阻率。XRD衍射图谱表明此薄膜为面心立方的多晶结构,择优取向为Al(111)晶面。随溅射功率由30 W增至300 W,铝纳米颗粒薄膜的沉积速率由3.03 nm/min增加至20.03 nm/min;而随溅射压强由1 Pa增加至3 Pa,沉积速率由2.95 nm/min降低到1.66 nm/min。在溅射功率为150 W,溅射压强为1.0 Pa条件下制备的样品具有良好的晶粒分布。随溅射功率从80 W增大到160 W,样品电阻率由4.0×10-7Ω·m逐渐减小到1.9×10-7Ω·m;而随溅射压强从1 Pa增至3 Pa,样品电阻率由1.9×10-7Ω·m增加到7.1×10-7Ω·m。

关键词： 金属材料   纳米晶钨膜   磁控溅射   增强质子背散射   慢正电子束分析  

摘要： 采用射频测控溅射方法,在Ar/He混合气氛下制备了纳米晶钨膜;利用增强质子背散射、慢正电子束分析和X射线衍射分析分别对钨膜中钨原子沉积情况、空位型缺陷分布及微结构进行了分析.结果表明:纳米晶钨膜具有完好的体心立方晶体结构,沿(110)方向生长;微量的氦掺入有助于钨原子沉积,同时也有利于制备均匀性和热稳定性较好的厚钨膜.

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   纳米银   复合材料   导电性能  

摘要： 将不同比例的氧化石墨烯(GO)和硝酸银混合,采用水合肼一步还原制备石墨烯/纳米银(RGO/Ag)复合材料。采用UV-vis、XRD、FTIR和SEM对RGO/Ag复合材料结构组成进行表征分析,并结合热流量和结构变化研究其构成和热处理工艺对导电性的影响。结果表明:Ag基本以类似球形与石墨烯(RGO)复合;RGO/Ag复合材料的导电性与其构成有很大关系,只有当GO加入量小于50wt%时,Ag含量的提高和热处理工艺的优化可以明显改善复合材料的导电性,其中,GO加入量为16wt%的RGO/Ag片方阻值可达到8mΩ/□;当GO加入量高于50wt%时,复合材料导电性与RGO接近,受Ag含量的提高和热处理工艺优化的影响较小。

关键词： 金属纤维多孔结构   微结构设计   流动仿真  

摘要： 提出一种针对金属纤维多孔烧结结构的主动设计方法。该方法基于Micro-CT扫描,对金属纤维多孔烧结板在不同工艺参数下模压成形样本进行三维重建,对其骨架网络的微观分布特征进行统计分析;提出与烧结板成形规律相映射的概率分布模型及参数驱动设计方法;基于该主动设计模型,采用计算流体力学仿真探究不同微结构分布特征对其流体传输特性的影响机制。研究结果表明:在正态分布概率密度函数控制下,主动设计模型中纤维段长度、角度分布规律与实测结果基本吻合;纤维板纤维孔隙结构对流体流速有增强效果且随孔隙率升高呈递减趋势;在相同入口流速条件下,压降随烧结板孔隙率升高呈递减趋势;烧结板内流体流速增强效果随正态分布方差的减小呈增加趋势。

关键词： 飞秒激光技术   金属表面   表面材料   超疏水   罗切斯特大学   光学性质   研究人员   纳米微结构  

摘要： 美国罗切斯特大学的研究人员首次采用飞秒激光技术制造出了具有超疏水、自我净化及高吸收等特性的新型表面材料。研究人员利用持续时间为10^-5s量级的超短飞秒脉冲轰击铂、钛、铜3种样品，超能激光脉冲在金属表面刻蚀出大量细纹，在这些纹路上形成了密集分布且高低不平的纳米微结构，从根本上改变了这3种金属表面的光学性质和润湿性质，将通常情况下反光的金属表面转变成了对光高吸收的表面，并使其具备了防水性质。

关键词： 微注射压缩成型   超疏水   黏附性   荷叶效应   花瓣效应   多层次结构  

摘要： 采用微注射压缩技术,以单步模板法制备表面具有微结构的大尺寸聚丙烯样品.以2种目数不同的筛网为模板,制备的样品表面呈现由微棱和高纵横比的微锥体构成的双级复合微结构;构建由上述2种筛网与2种孔径不同的冲孔板叠加而成的4种模板,制备的样品表面呈现由均匀分布的微柱和其顶面的上述双级复合微结构构成的三级复合微结构.这6种表面的静态接触角均高于150°(即呈现超疏水特性),滚动角在5.5°至大于90°之间变化(即黏附性可在大范围内调节).对在直径较小的微柱上成型数量较少的微锥体和微棱的表面,水滴形成全局非复合润湿状态,从而呈现高粘附特性(花瓣效应);对在直径较小的微柱上成型数量较多的微锥体和微棱的表面,水滴形成局部非复合润湿状态,呈现较高粘附特性;对呈现双级复合微结构或在直径较大的微柱上成型数量较多的微锥体和微棱的表面,水滴形成全局复合润湿状态,呈现较低粘附特性,其中微锥体及其间隙较小的表面呈现荷叶效应.

关键词： 分子动力学模拟   表面能梯度   表面微结构   纳米水滴  

摘要： 近年来,微观尺度下水滴在能量梯度表面上的运动情况受到了广泛关注,然而通过实验进行研究尚存在困难.本文利用分子动力学方法研究了不同微结构表面上纳米水滴在表面能梯度驱动下的运动情况.结果表明:槽状和柱状微结构可以明显提升纳米水滴在微结构表面上的运动效率,钉状微结构会降低纳米水滴的运动效率,尽管它具有稳定的疏水性;结合槽状和钉状结构的混合状微结构兼具二者的优点,不但可以有效地提高纳米水滴在粗糙表面上的运动效率,而且具有比较高的疏水稳定性.此外,表面能的微小改变会明显影响水滴的运动效率.

关键词： Si   C   铝基复合材料   热挤压  

摘要： 研究了不同质量分数Si C颗粒增强铝基复合材料的显微结构和力学性能,采用热压烧结和热挤压工艺成功制备出Si C颗粒增强铝基复合材料,通过相对致密度、XRD、FESEM和拉伸力学性能测试等手段,探究了不同质量分数的Si C颗粒和热挤压工艺对铝基复合材料显微结构、抗拉强度以及断裂方式的影响。

关键词： Cu—Sn合金电镀   焦磷酸盐体系   纳米Al2O3添加剂   镀层结构与性能  

摘要： 当下,焦磷酸盐体系Cu-Sn合金电镀存在许多问题,将纳米Al2O3粉末加入镀液中,可解决镀层的一些结构和性能问题。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电化学测量技术,研究了纳米Al2O3添加剂对Cu-Sn合金电镀层微结构及性能的影响。结果表明:在直流电镀过程中,纳米Al2O3能够进入Cu-Sn合金镀层,镀层微结构、性能与其含量有着较大的关系;随着纳米Al2O3含量的增加,Cu-Sn合金镀层更加致密、均匀,其硬度、耐蚀性与耐磨性不断提高;当Al2O3纳米浓度达到8 g/L时,Cu-Sn合金镀层的显微硬度、耐蚀性能、耐磨性能及与基体的结合强度处于最佳状态。

关键词： 算法设计   开孔泡沫   Python   Abaqus   随机Kelvin胞体   泡沫铝  

摘要： 建立较准确的微观胞体结构模型是一项极其复杂但极具价值的一项工作。利用Python,对Abaqus进行二次开发,实现规则Kelvin单胞结构、规则Kelvin多胞结构和随机Kelvin多胞结构等开孔泡沫结构的参数化设计和自动化建模,并对建模思路、关键算法的设计与实现加以说明。以泡沫铝为例,分别对规则Kelvin结构和随机Kelvin结构的开孔泡沫铝在准静态压缩过程中的力学行为进行了对比分析研究。研究成果对随机Kelvin胞体结构的开孔泡沫材料的数值仿真研究具有一定的参考价值。