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oe1(光电查) - 科学论文

34 条数据
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  • 构建几何形状和取向对激光金属沉积增材制造316L不锈钢显微组织和性能的影响

    摘要： 研究了增材制造AISI 316L不锈钢的构建几何形状和取向对微观结构及力学性能的影响。为此采用集成激光金属沉积系统制备了两个测试块（块体1和块体2），其中块体1的最长尺寸平行于构建方向，块体2的最长尺寸垂直于构建方向。从两个块体中提取不同构建方向取向的试样并进行详细表征。发现块体1具有较粗大且无缺陷的微观结构，而块体2则呈现更细小的微观结构并存在大量轨道/层间缺陷?？樘?试样的屈服强度和抗拉强度高于块体1试样，但其应变硬化能力和延展性值较低。这些微观结构和力学性能的差异被证实源于两个块体不同的构建速率及由此产生的热历史。为解释屈服强度随试样取向的变化，引入了"有效晶粒尺寸"这一替代性晶粒尺寸度量指标，该指标揭示了晶粒取向对位错运动平均自由程及相应屈服/流动应力的影响。研究发现屈服强度随有效晶粒尺寸的变化遵循霍尔-佩奇关系。

    关键词： 各向异性、增材制造、晶粒尺寸、拉伸行为、取向

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 超级合金激光增材制造中不同冷却速率下的晶粒尺寸演变

    摘要： 激光增材制造中的加工参数对凝固微观结构（尤其是晶粒尺寸）具有关键影响，从而影响最终产品的性能。本文通过实验研究了扫描速度、激光功率和送粉速率等加工参数对激光金属沉积过程中凝固轨迹晶粒尺寸的影响。同时建立了一个考虑传热、相变和马兰戈尼对流的三维模型，用于模拟凝固参数（特别是冷却速率G×R）以阐明其内在机制。实验与模拟结果表明：随着扫描速度从2 mm/s提升至10 mm/s，冷却速率增大且晶粒尺寸从8.7 μm减小至4.7 μm；相反，激光功率和送粉速率的增加会导致冷却速率降低及晶粒尺寸增大。数值模拟与实验结果为增材制造工艺提供了微观结构调控与性能优化的潜在可能。

    关键词： 晶粒尺寸，激光增材制造，高温合金，凝固，冷却速率

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 锶离子和钙离子单掺杂与共掺杂对钛酸钡陶瓷结构、电学及光学性能的影响

    摘要： 本工作合成了Ba0.9Sr0.1TiO3、Ba0.7Sr0.3TiO3、Ba0.5Sr0.5TiO3、Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3和Ba0.5Ca0.5TiO3，以评估A位掺杂剂（Sr2+和Ca2+）单掺杂与共掺杂对BaTiO3陶瓷结构、电学及光学性能的影响。添加Sr2+的样品呈现四方结构，该结构随Sr2+浓度增加而轻微畸变，当x=0.50时最终转变为立方结构。Ba0.5Ca0.5TiO3也保持四方特性但溶解度有限，第二相CaTiO3的存在证实了其溶解受限的事实。Sr2+与Ca2+的协同效应未改变四方结构。Sr2+掺杂提高了表观密度和晶粒尺寸，促进了畴壁运动并改善了介电性能。然而由于晶界点缺陷重排，Ba1-xSrxTiO3的铁电性较弱。随着Sr2+含量增加，光学带隙从3.48 eV降至3.28 eV。阳离子共掺杂显著提升了电学性能，其中Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3陶瓷的介电常数最高值达~547。Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3和Ba0.5Ca0.5TiO3均形成具有较低矫顽场和适中光学带隙能的P-E回线。Sr2+与Ca2+共掺是提升材料电学及光学性能的有效方法。

    关键词： 介电性能、晶粒尺寸、X射线衍射、光学性能、烧结

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 低温固相反应快速合成AlON粉末

    摘要： 制备AlON粉末通常需要较高的合成温度和较长的保温时间，这会导致粉末粗化和团聚。固态反应法通过Al2O3与AlN的直接反应形成AlON粉末，可在低温下实现快速合成。本研究以Al2O3和AlN粉末为原料，采用固态反应法制备了单相AlON粉末。为降低合成温度并缩短保温时间，研究了原料粒度和Al2O3/AlN混合料的均匀性?？疾炝薃lN含量、合成温度及保温时间对AlON粉末合成的影响。当AlN含量为27 mol%时，将Al2O3/AlN混合料在1680°C煅烧20分钟即可合成单相AlON粉末。经250 rpm球磨24小时后，所得AlON粉末被研磨成平均粒径320 nm、粒度分布窄且分散性良好的单相细颗粒AlON粉末。通过无压烧结该细颗粒AlON粉末，制备出尺寸为Φ100 mm×1 mm的透明AlON陶瓷。

    关键词： B. 晶粒尺寸，氮氧化铝，A. 粉末：固相反应

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 脉冲激光沉积法制备的氮化铝纳米薄膜特性研究

    摘要： 本文采用脉冲激光沉积（PLD）法制备了氮化铝（AlN）纳米薄膜。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对纳米薄膜的微观结构和晶粒尺寸进行了表征。结果表明：激光能量密度、环境气压和衬底温度等PLD工艺参数会显著影响纳米薄膜的厚度、形貌及晶粒尺寸——随着激光能量密度、环境气压和衬底温度的升高，纳米薄膜表面粗糙度增大且晶粒尺寸增加。此外，薄膜中存在择优取向生长现象。

    关键词： 微结构、脉冲激光沉积（PLD）、氮化铝、晶粒尺寸、纳米薄膜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 等离子体焦点装置沉积的氧氮化硅复合薄膜的结构与形貌特性中离子能量通量的作用

    摘要： 通过等离子体聚焦装置在硅衬底上沉积了晶体硅氧氮化物(SiON)复合薄膜，分别进行了5、15、25和50次多焦点射击(FS)。X射线衍射图谱显示出与Si、Si3N4和SiO2相相关的各种衍射峰的发展，证实了SiON复合薄膜的形成。Si3N4(102)晶面的强度随FS次数的增加呈线性增长。5次FS时未观察到Si3N4(102)相的形核。拉曼分析证实了β-Si-N相的形成。拉曼和傅里叶变换红外光谱分析表明，SiON复合薄膜沉积过程中形成的Si-N、Si-O等化学键的强度与键强度相关，而键强度又取决于FS次数。场发射扫描电子显微镜分析显示，SiON复合薄膜的表面形貌（如微/纳米级颗粒的尺寸、形状和分布、薄膜致密性以及微棒、微齿和微管的形成）完全与衬底表面瞬态温度的升高有关，而瞬态温度升高又取决于FS次数的增加。EDX能谱证实SiON复合薄膜中含有Si(22.5±4.7 at.%)、N(13.4±4.5 at.%)和O(54.7±11.3 at.%)。经测定，50次FS沉积的SiON复合薄膜厚度约为15.47微米。

    关键词： 复合材料、晶粒尺寸、微管、等离子体焦点、厚度、X射线衍射

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用软聚合物模板工程制备介孔TiO?骨架以增大钙钛矿晶粒尺寸并提高太阳能电池效率

    摘要： 介孔（meso）-TiO?层是高效钙钛矿太阳能电池（PSCs）的关键组件。本研究通过旋涂商用TiO?纳米颗粒（NP）浆料并添加软聚合物模板（SPT），随后在500°C下去除SPT，制备出孔径可控的介孔TiO?层。这些SPT由溶胀交联聚合物胶体（微凝胶，MGs）或商用线性聚合物（记为LIN）组成，其中MGs和LIN均采用相同聚合物——聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）。研究采用大尺寸（L-MG）和小尺寸（S-MG）微凝胶SPT来探究模板尺寸效应。该SPT方法可在单次沉积步骤中实现孔径调控：SPT/TiO?纳米颗粒薄膜的孔径>100 nm，而对照介孔TiO?骨架的平均孔径仅为37 nm。使用L-MG可获得最大孔径。SPT调控使钙钛矿晶粒尺寸按LIN<S-MG<L-MG顺序递增，且均大于对照样品。SPT/TiO?器件的功率转换效率（PCE）较对照介孔TiO?器件提升约20%，其中最优S-MG器件PCE达18.8%。效率提升源于晶粒尺寸增大及更高效的光捕获能力，而晶粒尺寸增加也提高了SPT/TiO?器件的稳定性。本SPT方法简单、可扩展且通用，适用于其他类型PSCs。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、模板工程、介孔二氧化钛、孔隙率、微凝胶、晶粒尺寸。

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2019第四届电气信息与通信技术国际会议(EICT) - 孟加拉国库尔纳(2019.12.20-2019.12.22)] 2019第四届电气信息与通信技术国际会议(EICT) - 生长温度对CdTe太阳能电池用CdS:O薄膜结构和光学性能的影响

    摘要： 富氧硫化镉（CdS:O）被用作高性能碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的窗口层。本研究报道了生长温度对（CdS:O）层物理性质的影响。通过反应射频磁控溅射法，在1.5%氧气（O2）/氩气（Ar）混合气氛中，以25°C至300°C的衬底温度为变量，在商用钠钙玻璃（SLG）上合成了CdS:O层。采用X射线衍射和紫外-可见光谱分别分析了沉积态CdS:O薄膜的结构和光学特性。XRD图谱显示沉积薄膜具有独特的结构特征：在25-150°C衬底温度范围内呈非晶/半非晶态，200-250°C范围转为多晶态，300°C时又恢复非晶态。透射光谱表明其在可见光波段具有更高的光学透过率，这有助于提升CdTe太阳能电池的光生电流。在1.5% O2/Ar气氛下室温（RT）沉积的CdS:O薄膜带隙较纯Ar环境沉积的CdS薄膜增大了12.50%。此外，1.5% O2/Ar气氛中CdS:O薄膜的带隙随衬底温度升高而减小。因此得出结论：室温沉积的CdS:O薄膜更适用于CdTe太阳能电池。

    关键词： 光学带隙、衬底温度、碲化镉、射频溅射、氧氩比、晶粒尺寸、掺氧硫化镉

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 晶粒尺寸与微应变：AgSiN薄膜的X射线衍射线宽分析

    摘要： 目的——本文旨在采用一种称为近似法的势场方法测定AgSiN薄膜的晶粒尺寸与微应变值。该方法可替代Williamson-Hall（W-H）图解法和Warren-Averbach分析法等其他测定手段。设计/方法/途径——通过磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备单层AgSiN薄膜。为评估晶粒尺寸与微应变值，在不同偏压（-75、-150和-200 V）条件下沉积薄膜，结合X射线衍射（XRD）宽化谱与近似法测定相关参数。通过与扫描电镜图像及W-H图解法对比验证了该方法的可靠性。利用所得第二参数微应变推算了薄膜中的残余应力，并进一步关联残余应力与薄膜附着力强度及厚度进行讨论。研究结果——XRD近似法结果表明：该方法测得的晶粒尺寸值与Scherer公式及W-H法具有良好一致性。薄膜对应残余应力的计算结果与划痕临界附着力载荷显著相关，其中微应变最低且厚度最大的样品表现出最小残余应力。实践意义——所制薄膜拟用于抗菌应用领域。原创性/价值——据文献调研，目前尚未见通过磁控溅射在Ti6Al4V合金上沉积AgSiN薄膜，并采用近似法阐明其晶粒尺寸与微应变特性的相关报道。

    关键词： AgSiN薄膜，XRD近似法，微应变，晶粒尺寸

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 气溶胶沉积法制备的掺杂钆氧化铈（GDC）薄膜的退火处理

    摘要： 如果使用含钴阴极材料（如镧锶钴铁氧体LSCF），固体氧化物燃料电池需要扩散阻挡层来?；ぱ趸缃庵?。该?；げ惚匦敕乐沽街肿榉值闹苯咏哟ズ拖嗷ダ┥?，同时保持氧离子传输能力。掺杂钆的二氧化铈（GDC）符合这些要求。然而，为实现良好的电池性能，需要薄而致密的氧离子传导薄膜。通过干式室温喷涂技术——气溶胶沉积法，制备了厚度在亚微米至微米范围内的薄膜。由于市售GDC粉末通常针对丝网印刷薄膜烧结或压制块体样品进行优化，其纳米晶粒形态和高比表面积并不适合气溶胶沉积。因此，研究人员考察了不同热处理与机械粉末预处理工艺对喷涂薄膜形貌及完整性的影响。只有经过适当预处理，才能沉积出致密且结合良好的GDC薄膜，否则将形成强度较低的薄膜。通过阻抗谱在300℃至1000℃加热/冷却循环中测试了所得致密薄膜的离子电导率。首次升温至900℃时发生的温和退火使气溶胶沉积形成的GDC薄膜电导率略有提升。

    关键词： 室温冲击固结（RTIC）、晶粒尺寸、致密薄膜、热粉末处理、电导率

    更新于2025-09-23 15:21:01