关键词： 蛤蜊壳   陶瓷   复合材料   微结构   仿生   断裂韧性  

摘要： 对蛤蜊壳的扫描电镜实验观察表明蛤蜊贝壳主要是由无机质的文石和有机质的蛋白质两相材料构成,其构成方式是文石和蛋白质的薄片交替层状的组合.观察也发现在蛤蜊壳中存在弯曲的文石薄片等结构特征.用文石纤维拔出的概念分析说明了蛤蜊壳高断裂韧性的原因.

关键词： FRP筋   包覆层   微结构设计  

摘要： 　FRP筋作为钢筋增强混凝土的替代物已经在潮湿环境中的海堤工程、桥梁隧道、高层建筑、城市建设等基础设施的设计与施工中广泛使用。然而,FRP筋固有的脆性特征成为FRP筋进一步推广使用的障碍。在对FRP筋的综合研究基础上提出了包覆筋的概念,即包覆筋的芯由钢等高延展性的金属材料组成,包覆层由FRP组成。对新设计的FRP筋力学性能进行了理论推导,并给出了理论预测曲线。

关键词： 倍半矽氧烷   共轭高分子   聚酰亚胺   蒙地卡罗  

摘要： 近年来，多面体寡聚倍半矽氧烷(POSS)受到了广泛的研究并且开启了新的奈米复合材料合成途径。POSS因具有无机的核心及有机的链段，可以以奈米等级有效地分散在混成材料中，此外其特殊立体结构及耐热性，更增添其应用上的多样性，本文在简介部分详细整理了相关的POSS文献，包括POSS的合成方法、POSS与各种高分子的混成材料制备及应用。在本研究中，以POSS衍生物出发，分别探讨POSS与共轭发光高分子形成之星状结构对发光性质之影响，以电脑模拟POSS自身反应所形成之孔洞结构，及POSS与聚酰亚胺混成材料在作为光学薄膜或低介电常数薄膜的性质与应用。本文第一部份研究POSS对共轭发光高分子之发光及耐热特性之影响。首先合成末端含溴苯基之POSS，并与高分子polyfluorene (PFO)以镍催化反应得到以POSS为核心之星状共轭发光高分子，结果显示POSS的加入明显降低聚集的产生并加强其耐热性，研究发现POSS会阻碍玻璃转移及结晶行为，且在不同溶剂中或在固态下对可见光之吸收可发现聚集产生之吸收随POSS加入而减少，相对于原本纯高分子产生明显之绿光，加入POSS后发光热稳定性可增加至150度。另外将此材料制备成单层发光二极体元件，其最大亮度及发光效率相较于纯高分子可增加两倍，因此，借由加入无机之POSS可提供一新的途径使共轭发光高分子获得更佳之耐热及光电性质。本文第二部份则以连续体分子模型及蒙地卡罗法模拟POSS奈米复合材料之网状孔洞结构，此模拟清楚地分辨出奈米孔洞结构中所包含较小的分子间孔洞及较大的微孔洞，因此借由观察交联程度、孔洞大小及分布来探讨与POSS上链段长度、链段硬度及可交联链段数目之关系。模拟结果显示交联程度及分子间孔洞的大小随POSS上链段长度增加增加，而微孔洞的大小却随着链段长度增加而趋减小，结果均与实验相符合。硬链段的POSS则因含有较多的自由未反应链段，导致较低的交联程度与较窄的孔洞分布，相反地，减少可以反应的链段数目并未影响反应交联程度，却使得分子间孔洞大小增加，也使得POSS包含了更大的体积并均匀地分散在系统内，降低了产生大型微孔洞的机率，因此，借由电脑模拟的辅助可以观察到实验无法观察到的结果并预测不同条件所产生对POSS为结构的影响。本文第三部份则是合成寡聚甲基倍半矽氧烷(O-MSSQ)与聚酰亚胺(polyimide)混成材料，此奈米级O-MSSQ可提供无机含量精确控制，研究有机-无机组成、混成结构对此材料制备成为薄膜后之型态及特性的影响。相分离可以借由控制聚酰亚胺的分子量及O-MSSQ的Si-OH反应基含量得以改善，因此低分子量聚酰亚胺并配合使用偶合剂可得到均匀透明的薄膜，抑或使用含大量反应基之O-MSSQ。热性质及机械性质在无机成分加入后有显着的提升，并且可以利用有机-无机比料调控的折射率及介电常数，此外双折射率也相对地减低，因此，本研究显示此混成材料可作为光学薄膜或低介电常数薄膜的应用。由前述研究可发现奈米复合材料的结构与性质可经由POSS的加入得到明显改进，后续的研究包括借由理论与实验精确地控制POSS奈米复合材料的结构、型态与性质。

关键词： Ti3SiC2   Al2O3   复合材料   显微结构  

摘要： 采用SPS烧结方法,通过测定密度、气孔率、硬度、抗弯强度以及组织观察,系统地研究了Al2O3对Ti3SiC2/ Al2O3复合材料性能的影响。结果表明,在Ti3SiC2中添加适量Al2O3可以在强度及断裂韧性略有增加的前提下,大幅度提高材料的硬度,维氏硬度最高可达10.28GPa。当Al2O3含量过高时,材料强度、断裂韧性的下降是由于Al2O3的团聚所致。

关键词： 微乳液   双连续微结构   形貌控制   超临界干燥   针状   纺锤状   六铝酸盐   纳米催化剂  

摘要： 在水/NP-7/正丁醇/环己烷微乳体系中,制备了Ce0.5B0.5MnAl11O19纳米催化剂,用电导跟踪了微乳液微结构变化.研究了微乳体系的组成、干燥方式对颗粒形貌的影响.结果表明,微乳液的微结构对前体颗粒的形态和尺寸产生类似"模板"的限制和剪裁作用,从而控制颗粒的形貌;甲烷催化燃烧活性实验表明,针状颗粒具有较高的稳定性和催化活性.

关键词： 掺杂   PMS—PZ—PT   压电性能   超声马达  

摘要： 探讨了Nb2O5、NiO、Fe2O3掺杂量对三元系PMS-Pz-PT陶瓷的微观结构和电性能的影响.实验结果表明:随着掺杂量的增加,有一个共同的规律:物相组成由四方相向三方相转变;掺杂物在PMS-Pz-PT材料准同型相界区的固溶度比较小;适当的少量掺杂使εr、d33、Kp,等都有所提高.所不同的是,少量硬性掺杂和取代能提高Qm,而软性掺杂材料的Qm值却随着掺杂量的增加一直下降.改性后的组分具有良好的压电性能,能更好的满足超声马达实际使用的要求.

关键词： Amorphous silicon   Bandpass filters   Optical coatings   Physical vapor deposition   Refractive index   Silicon nitride  

摘要： Transparent hydrogenated amorphous silicon nitride (SiNx:H) coatings were prepared by dual-mode microwave-radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition. By controlling the effects of plasma density and ion energy on the film growth, it was possible to modify the microstructure of the coatings and hence the refractive index n. Using this method, we were able to vary n from 1.6 to 2.0, at 550 nm, by adjusting the power levels of the radio-frequency and microwave components while keeping the gas composition (SiH4,N-2) and pressure constant. An inhomogeneous bandpass filter with a controlled refractive-index depth profile was fabricated, and its optical performance was compared with that of its multilayer counterpart. Besides the attractive optical features of such single-material rugate filters, we found that the mechanical resistance of inhomogeneous films is superior to that of multilayer systems. (C) 2004 Optical Society of America.

关键词： Microstructure   Nanostructured materials   Semiconductors  

摘要： Semiconductor nanomaterials are an area of research of intense interest because of their wide potential applications arising from their different properties than the bulk material. It is very important to develop the fabrication method and understand the formation mechanism of such nanomaterials since they are responsible for obtaining the high-quality materials available for research and applications. As the growth process can influence the crystal structure of the nanomaterials, the study of the microstructures may reveal the mechanism of synthesis and information to improve the fabrication procedures. Due to the small size of nanomaterials, transmission electron microscopy (TEM) and related techniques, such as high resolution TEM (HRTEM), selected area electron diffraction (SAED) and electron energy loss spectroscopy (EELS) were employed to characterize the nanomaterials because these methods can provide a high enough spatial resolution and corresponding chemical information about these tiny objects. Other methods, such as scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), have been used to characterize the morphology and composition of nanomaterials. In this thesis, quasi one-dimensional silicon nanowires have been achieved at relatively low temperatures (between 600 - 900 ºC) with the Au-catalyzing oxide-assisted growth (OAG) method on both TEM copper grids evaporated with Au particles in a tube furnace and on silicon substrates covered with Au film in the hot-filament chemical vapor deposition (HFCVD) system. TEM study shows the Si nanowires have Au caps on the crystalline silicon cores surrounded with silica sheath. The diameters of Si nanowires are limited by the sizes of the Au caps, whose diameter decreases with decreasing synthesis temperature. Statistics indicates that most Si nanowires grow along the <112> direction, same as those grown from the catalyst-free OAG method but different from those grown from the common metal

关键词： 纳米硅   化学气相沉积   退火   光致发光  

摘要： 采用减压化学气相沉积方法,依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应,在玻璃表面生长了纳米硅镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明,未退火样品的光致发光特性随沉积温度升高反而减弱.退火温度Ta＞600℃时,晶化趋势明显,Ta＜600℃时,退火温度对晶化的贡献不大,但提高退火温度或延长退火时间可以增加PL强度.同时在退火样品中发现Si-Ox的单晶结构.通过Raman、PL、TEM的分析比较,认为在退火前后分别有两种不同的发光机制起主导作用.

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： 本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3AlO·2SiO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SiO膜层。纤维晶体结构属正交(orthorhombic)晶系：a=0.7490nm，b=0.9269nm，c=0.5814nm。这一结果得到高分辨透射电镜(HRTEM)实测结果的支持。 ***／Al-Cu复合材料的凝固过程为非平衡结晶，θ(AlCu)相容易在纤维表面及α相晶间偏析。淬火态Mullite／Al-Cu复合材料界面附近基体一侧中存在高密度位错。时效态Mullite／Al-Cu复合材料界面处存在一“无析出物带”(precipitate-free-zone，PFZ带)。Mullite／Al-Cu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CuAlO或／和β—CuAlO，依附于纤维表面以一定角度向基体内生长。界面反应生成的CuAlO尖晶石尺寸粗大，平均直径约为500nm，容易开裂。 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(AlCuMg)相和θ(CuAl)相。淬火态复合 四川人学硕}学位论文 材料界面附近基体一侧中存在高密度位错。Mullite/Al一Cu一Mg复合材料 在一挤压铸造时容易发生纤维与基体合金间的界面反应，生成MgA12O4。 4.铸态Mullite/A卜Cu一Si复合材料凝固组织中，纤维表面及Q相晶间 容易发生游离51晶体和。(CuA12)相的偏聚。淬火态Mullite/AI一Cu一51 复合材料“纤维/基体”界面和“Si晶体/基体”界面附近基体一侧中，都 存在高密度位错。原位(in一situ)析出的Si晶体与A!基体之间有较好的 界面结合，淬火后容易在Si晶体内产生孪晶。在含si量较高的Mullite 从l一C。一Si复合材料中，纤维与基体合金的界面反应受到Si元素的抑制， 界而处没有出现明显的界面反应产物，只发现部分非平衡结晶0(AIZCu) 市目。 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 妞