关键词： 纳米硅   制备   微结构   反应气体流量   LICVD方法   晶体生长   激光诱导化学气相沉积法  

摘要： 利用LICVD方法制备了纳米硅颗粒。研究了不同反应气体流量条件下 ,纳米硅微结构的转变规律 ,分析了制备工艺参数对纳米硅微结构的影响机制。研究表明 ,在激光功率密度恒定条件下 ,随着反应气体流量的增加 ,所制备纳米硅颗粒的尺寸逐渐变小 ,微结构中非晶态比例随反应气流的增加而增加。

关键词： 化学汽相沉积   纳米线   半导体硅  

摘要： 近来硅纳米线已引起人们的广泛关注,因为硅纳米线有望在纳米技术中作关键的功能器件和互连线.该文提出一种制备硅纳米线的新方法——等离子体增强化学沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition--PECVD).首先我们用PECVD法成功地制备了硅纳米线,采用硅烷作硅源,金作催化剂.透射电子显微镜(Transmission electron microscopy -TEM)图像显示硅纳米线直径介于15到100nm,扫描电子显微镜(Scanning electron microscope--SEM)分析显示硅纳米线长度大于1μm.纳米线的生长过程表明高温预退火是用PECVD法制备硅纳米线的必要步骤.令人感兴趣的是用这种方法得到少量特殊结构的纳米线,其中Au纳米粒均匀分布在纳米线体中,这个现象提示我们有可能将这种方法进一步推广到纳米线超晶格的生长.其次,我们进行了一系列实验表征所制备的硅纳米线:x射线衍射,喇曼散射和选区电子衍射揭示硅纳米线由非晶和微晶硅组成,称之为两相结构的硅纳米线.室温光荧光谱显示了两个发光峰:一个位于2.65eV,另一个位于3.15eV,我们分析前者可能是量子限制效应和表面态共同作用的结果,而后者则对应于体硅的第一直接带隙.这个观察与Buda等人第一性原理计算的结果大致相符.第三,我们用PECVD法成功地制备了掺硼、磷硅纳米线,并用x射线能量分布谱分析线体的成分,同时对掺硼硅纳米线进行喇曼和光荧光谱分析.喇曼散射显示掺硼硅纳米线在480cm-1有一峰,我们将之归因于非晶硅的TO模,因为硼的掺入导致了硅纳米线的非晶化.掺硼硅纳米线的PL谱显示了三个分立的峰分别位于1.34eV,1.42eV,1.47eV,PL相对未掺杂硅纳米线发光峰红移;PL峰发光强度增大,分析认为发光增强可能来源于选择定则放宽更多声子参与辐射复合所致.最后,我们在单根纳米线中试制pn结,纳米线成分沿线长度方向的分布由x射线能量分布谱表征.

关键词： 金属基复合材料   生物医学材料   钛合金   磁性材料   微结构  

摘要： 综述了纳米复合材料、生物材料及界面微结构的研究进展;特别阐明了本课题组近几年来在原位金属基复合材料及界面、钛基生物医学材料、双相纳米永磁复合材料及微结构等研究领域的主要研究思路、学术动态和研究结果.

关键词： 水泥   复合材料   声发射检验   结构破坏   无损检测  

摘要： 研究不同组分的水泥基复合材料在三点弯曲负荷下,材料内部微结构破坏的声发射特性。结果表明,在加载初期声发射事件发展较为缓慢,且出现的主要是一些低振幅的声发射信号;而在峰值载荷附近,声发射事件数快速增长且开始有大量高振幅声发射信号出现。循环荷载作用下,粗集料水泥砂浆声发射呈现Felicit效应,而结构密实的活性粉末混凝土呈现Kaiser效应。

关键词： Mullite短纤维   铝合金   界面微结构   界面微成分   位错   界面反应  

摘要： 该文在详细综述国内外非连续增强铝基复合材料界面研究进展的基础上,用挤压铸造方法制备莫来石(Mullite)短纤维增强铝基复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,含高分辨透射电子显微镜HRTEM和分析透射电子显微镜ATEM,二者都附有EDS功能)、X射线衍射仪(XRD)等现代材料分析测试方法,研究了Mullite纤维的微观结构和Mullite/Al-Cu、Mulllite/Al-Cu-Mg以及Mullite/Al-Cu-Si复合材料的界面微观结构及微区成分.研究结果表明:***/Al合金复合材料中的莫来石纤维由大小不等、位向不同的众多3Al<,2>O<,3>·2SiO<,2>单晶体组合而成,组织致密但分布不均,个别单晶结晶粗大,形状呈球形或哑铃形,纤维表面存在一断续分布的SiO2膜层.***/Al-Cu复合材料的凝固过程为非平衡结晶,θ(Al<,2>Cu)相容易在纤维表面及α相晶间偏析.3.铸态Mullite/Al-Cu-Mg复合材料的凝固组织中,纤维表面及α相晶间存在非平衡结晶的S(Al<,2>CuMg)相和θ(CuAl<,2>)相.淬火态复合材料界面附近基体一侧中存在高密度位错.Mullite/Al-Cu-Mg复合材料在挤压铸造时容易发生纤维与基体合金间的界面反应,生成MgAl<,2>O<,4>.4.铸态Mullite/Al-Cu-Si复合材料凝固组织中,纤维表面及α相晶间容易发生游离Si晶体和θ(CuAl<,2>)相的偏聚.

关键词： 碳纳米管   场发射   微结构  

摘要： 研究了粒子轰击对碳纳米管膜微结构和场电子发射性能的影响。研究结果表明,采用多种等离子体处理碳纳米管能改变其微结构,并显著提高场发射点密度,从而改善场发射性能。随着粒子轰击时间的延长,发射电流先降低,然后又增加甚至超过原始碳纳米管膜的发射电流。我们认为发射性能的变化归功于不同的发射机理:粒子轰击处理后,电子由纳米管尖端发射逐渐变为主要从管体上的纳米瘤发射,致使发射点密度显著增加。

关键词： 镁基复合材料   界面   显微结构   优化  

摘要： 论述了采用不同增强物增强的镁基复合材料的界面微观结构,并对界面优化的方法进行了探讨。

关键词： Au-MgF2   复合纳米颗粒薄膜   制备   微结构   射频磁控溅射   纳米材料  

摘要： 用射频磁控共溅射法制备了Au体积分数分别为 6 %、1 5 %、2 5 %、4 0 %、5 0 %和 6 0 %的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜。用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱对薄膜的微结构和组分进行了测试分析 ,分析结果表明 :制备的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜由fcc Au晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2 陶瓷基体中构成 ,当Au体积百分含量由 1 5 %增至 6 0 %时 ,其平均晶粒尺寸由 5 1nm增大到 2 1 2nm ,晶格常数由 0 39984nm增大到 0 4 0 74 3nm ;随Au体积百分含量由 6 %增至5 0 % ,其颗粒平均粒径则由 9 8nm增至 2 1 4nm。名义组分为vol.6 0 %Au MgF2 样品中Au的体积百分含量约为 6 2 6 % ,与设计值基本一致。

关键词： microstructure   asphalts   asphaltic concrete   aggregates   asphalt cement   model   experimentation  

摘要： Asphalt concrete is a heterogeneous material composed of aggregates, binder cement, and air voids, and may be described as a cemented particulate system. The load carrying behavior of such a material is strongly related to the local load transfer between aggregate particles, and this is taken as the microstructural response. Simulation of this material behavior was accomplished using a finite element technique, which was constructed to simulate the micromechanical response of the aggregate/binder system. The model incorporated a network of special frame elements with a stiffness matrix developed to predict the load transfer between cemented particles. The stiffness matrix was created from an approximate elasticity solution of the stress and displacement field in a cementation layer between particle pairs. A damage mechanics approach was then incorporated with this solution, and this lead to the construction of a softening model capable of predicting typical global inelastic behaviors found in asphalt materials. This theory was then implemented within the ABAQUS finite element analysis code to conduct simulations of particular laboratory specimens. Experimental verification of the elastic response has included tests on specially prepared cemented particulate systems, which allowed detailed measurement of aggregate displacements and rotations using video imaging and computer analysis. Model simulations compared favorably with these experimental results. Additional simulations including inelastic behavior of laboratory indirect tension tests have been conducted, and while preliminary in nature these results also compared well with experimental data.

关键词： 飞秒激光   金属纳米材料制备   材料微结构加工   微加工   金属纳米颗粒  

摘要： 介绍了飞秒激光在高纯度金属纳米颗粒的制备及纳米颗粒的尺寸和形状的改变,玻璃内部形成基于金属纳米粒子的“三维空间选择性”析出的彩色图案的制备,有机聚合物微光子器件的制备以及光存储、光波导和光开关器件的制备等方面的应用。