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氧碳比对MPCVD法同质外延单晶金刚石的影响

吴高华 , 王兵 , 熊鹰 , , 黄芳亮 , 刘学维

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.14.020

以Ⅰb型(100)取向高温高压(HPHT)单晶金刚石为基底、H2-CH4-CO2混合气为反应气源,利用10kW、2.45GHz不锈钢谐振腔式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置进行金刚石同质外延生长.通过光学显微镜表征外延生长金刚石的表面形貌;Raman光谱表征金刚石的结晶质量;螺旋测微仪测厚再计算生长速率,着重探讨工艺因素中氧碳比对同质外延金刚石生长速率、表面形貌、金刚石结晶质量的影响.结果表明随着氧碳比的增加,金刚石生长模式由二维形核模式转变为台阶流模式,结晶质量提高,生长速率变慢;在微波功率7.8kW、CH4浓度(与H2的比例)8%、气压18kPa、基底温度1080℃条件下,氧碳比为0.8时,金刚石结晶质量好且生长速率高(达16μm/h).反应气源中引入合适比例的CO2是获得高的生长速率同时有效改善同质外延单晶金刚石结晶质量的有效方法.

关键词: 单晶金刚石 , 同质外延生长 , MPCVD , 氧碳比

TDLAS与CARS共线测量发动机温度

, 王晟 , 胡志云 , 叶景峰 , 李国华 , 范玮

工程热物理学报

发动机燃烧室设计以及计算流体动力学模型的建立和验证需要对燃烧室流场温度等参数进行精细化测量.本文提供了一种TDLAS与CARS技术共线的测温装置,解决了两种技术在联合测量时探测区域不一致的问题,同时使二者共用发射端与接收端,降低了系统的复杂性.利用建立的测量系统在超燃发动机试验台不同位置处开展了温度测量实验,结果表明发动机燃烧段的凹槽区域内(距流道下壁面> 30 mm)煤油燃烧时期温度最高(约2400 K),而发动机燃烧段下沿(距流道下壁面<10 mm)煤油燃烧时期温度上升不明显.

关键词: TDLAS , CARS , 温度测量 , 发动机

TDLAS技术测量燃烧流场温度研究

, 胡志云 , 王晟 , 叶景峰 , 赵新艳 , 叶锡生

工程热物理学报

介绍了TDLAS技术用于燃烧流场诊断的基本原理,比较了直接吸收法与二次谐波法两种测量方法的优缺点,并对TDLAS技术路径积分测量特性进行了分析.基于单台二极管激光器分别建立了两种方法的TDLAS测量系统,直接吸收法测量重复频率为10 kHz,获得了瞬态高温超声速流场温度随时间演化结果;二次谐波法测量重复频率为250 Hz,实现了超燃冲压模拟燃烧室温度的在线测量.对于标定燃烧炉甲烷/空气预混火焰,测量系统在1750 K时温度A类标准不确定度优于0.7%.

关键词: TDLAS , 燃烧诊断 , 温度测量 , 燃烧室

掺氮N型纳米金刚石薄膜的电化学表面氢化及表征

王东 , 熊鹰 , 王兵 , 周亮 , 叶勤燕 ,

功能材料

针对掺氮N型纳米金刚石薄膜独特的结构特征,采用温和的电化学阴极表面极化处理成功实现了掺氮N型纳米金刚石薄膜的表面氢化。通过X射线光电子能谱(XPS)、表面接触角、电化学电容一电压分析、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)表征,详细分析了阴极极化处理前后掺氮N型纳米金刚石薄膜的表面结构以及微观结构。结果表明,该阴极极化处理工艺不仅能够成功获得表面氢终止状态,而且对薄膜的微观结构尤其是晶界处sp2杂化态碳相无明显影响,说明该工艺是一种高效无损的掺氮N型纳米金刚石薄膜表面氢化工艺。

关键词: 掺氮N型纳米金刚石薄膜 , 氢化 , 阴极极化 , 微观结构

锂辉石/SiCp紫砂的抗热震性能

王俊 , 王平 , 简觉非 , 邓义群 , 漆小鹏 , 李之锋 , 刘斌

材料热处理学报

采用水冷-强度法测试表征了锂辉石/SiCp紫砂试样抗热震性能,结合SEM、XRD等测试分析手段进行物相、微观组织形貌方面分析,在SiCp含量为9%条件下,重点研究锂辉石含量(0 ~32%)对紫砂试样力学和热学性质的影响.结果表明,锂辉石含量为16%时,紫砂试样抗折强度达到最大值83.37 MPa;含量为24%时,平均热膨胀系数最低,强度保持率达到53.07%最高值,抗热震性能最好;莫来石和β-锂辉石固溶体晶相含量随锂辉石含量增大而增多;试样热震后断口出现裂纹,沿晶断裂是试样断裂的主要方式.

关键词: 紫砂 , 锂辉石 , 抗折强度 , 抗热震性

新型炭/复合电热材料的研制

魏炜 , 夏金童 , 李劲 , 赵敬利 , 赵庆才 , 李允柱 , 刘奉来

功能材料

选取膨润土作为陶瓷基体,以鳞片石墨、预处理石墨及炭黑作为导电原料,碳化硅作为增强原料,经球磨混合、50MPa模压成型和1000℃热处理3h后制备出炭/复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行表征,并对其通电发热性能、力学性能和抗氧化性能进行了测试和分析。所制备的炭/复合材料具有优异的电热性能,在交流低电压(10V)下即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定,研制的样品中最高发热温度可达643℃。通过调整碳化硅含量,复合材料抗弯强度可达14.3MPa。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其明显氧化失重温度升高200℃左右。

关键词: 炭/复合电热材料 , 电热性能 , 力学性能 , 抗氧化性能

炭/复合材料电热性能的研究

李焰 , 夏金童 , 邵浩明 , 卢学峰

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.02.014

通过在陶瓷基体原料(高岭土)中添加炭系导电原料(石墨、炭黑),经球磨混合、模压成形和烧结工艺制得炭/复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、数字测温仪等分析和测试了所研制试样的相组成、显微结构以及电热性能.结果表明,本实验的烧结条件下,炭系导电原料不会和陶瓷基体发生反应,其导电性不会受到影响.单一石墨和炭黑含量超过30和25wt%或石墨加炭黑混合(m石墨: m炭黑=1: 1)导电原料含量超过30wt%时,可在炭/复合材料内部形成良好的连续导电通道,且该材料具有优良的电发热性能.

关键词: 炭/复合材料 , 石墨 , 炭黑 , 电热性能

杀菌质釉面砖的研究

马铁成 , 高文元 , 刘贵伟 , 蔡英骥

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.1999.04.009

本文研究了以Ag3PO4、CuO为杀菌剂制作杀菌质釉面砖的配方组成,同时研究了烧成温度对杀菌效果的影响.结果表明添加Ag3PO42%或Ag3PO42%、CuO1%,釉烧温度1050℃可获得良好的杀菌效果,样品性能达到或超过国家标准.对样品的杀菌耐久性进行了检验,经过3个月的酸、碱溶液浸泡,结果杀菌效果无变化.

关键词: 杀菌陶瓷 , 釉面砖

纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液加固保护质文物的研究

董兵海 , 王世敏 , 许祖勋 , 夏璐 , 谭白明

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2005.12.003

用加固剂加固保护质文物是一种延长质文物寿命的有效方法.采用纳米SiO2改性的聚丙烯酸酯复合乳液对质文物进行加固保护处理.结果表明:复合乳液处理后的质文物具有优良的耐老化性、耐水性和力学性能,同时不影响质文物的外观.纳米复合乳液有望在文物保护中得到广泛应用.

关键词: 质文物 , 加固保护 , 纳米SiO2 , 聚丙烯酸酯 , 复合乳液

成都金沙遗址古代片的PIXE和RBS分析

叶沥 , 刘慢天 , 黄伟 , 杨盛 , 安竹

原子核物理评论

成都金沙遗址的年代覆盖了商代晚期至西周时期(公元前1200年-公元前650年),一般被认为是三星堆文化的延续.初步建立了质子激发X射线发射(PIXE)和卢瑟福背散射(RBS)实验装置,并采用PIXE和RBS方法研究了从金沙遗址出土的部分片的元素组成.通过因子分析,观察到来自不同地层的片的元素组成存在一定的差异,这可能意味着制作陶器的陶土在不同时期取自不同的地点.也观察到来自不同发掘坑的片的元素组成没有明显的聚类现象,这可能意味着制作不同使用用途的陶器所用的陶土是没有区别的.

关键词: PIXE , RBS , 陶器 , 金沙遗址

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