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铁路车辆用亚共晶Al-Si合金强韧化技术的研究

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铁路车辆用亚共晶Al-Si合金强韧化技术的研究

作者：廖乃镘四川大学

学位级别：硕士

亚共晶Al-Si合金具有比重小、比强度高、铸造性能和机械加工性能好、耐腐蚀、容易回收利用、有利于节能、减轻制动、环境友好等等优点,已成为机车车辆最有前途的轻合金材料之一,具有巨大的发展潜力。本文在综合论述亚共晶Al-Si合金研究... 详细信息

亚共晶Al-Si合金具有比重小、比强度高、铸造性能和机械加工性能好、耐腐蚀、容易回收利用、有利于节能、减轻制动、环境友好等等优点,已成为机车车辆最有前途的轻合金材料之一,具有巨大的发展潜力。本文在综合论述亚共晶Al-Si合金研究进展的基础上,用传统冶炼工艺,通过细化、变质处理和正交热处理等工艺,研究开发适合铁路车辆非主要受力部件用的有一定塑韧性的中高强度亚共晶Al-Si合金。通过力学性能测试试验,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)等现代材料分析测试手段,研究了单一Al-Ti-C α-Al晶粒细化剂和Sr变质剂以及“Al-Ti-C+Sr”复合细化变质处理对亚共晶Al-Si合金组织和性能的影响;讨论了Ti含量(质量分数)对合金组织和性能的影响;探讨了TiC作为异质结晶核心的细化机理以及TiC与Sr的共同细化作用;分析比较了两种熔体处理工艺(单一Al-Ti-C细化处理和“Al-Ti-C+Sr”复合细化变质处理)对热处理后的亚共晶Al-Si合金组织和性能的影响;研究了热处理工艺参数(固溶时间、固溶温度、时效时间、时效温度)对合金组织和力学性能的影响程度,并探讨了热处理强化的机理。研究结果表明: (1)Al-Ti-C中间合金对亚共晶Al-Si合金枝晶α-Al相细化效果显著,合金的力学性能得到了一定程度的改善。Al-Ti-C细化剂对亚共晶Al-Si合金的共晶Si相有一定程度的“变质”作用,使共晶Si得到一定程度的细化。但共晶Si在单一Al-Ti-C细化剂的作用下处于变质不足的状态,空间形貌仍然为针片状结构。用SEM(带电子探针)在结晶核心发现了富含Ti和C元素的粒子。 (2)Sr元素能使共晶Si相显著得到细化,但相对于Al-Ti-C细化处理来讲α-Al相尺寸较大;Sr元素加入量达到0.2%(质量分数)时,共晶Si相有过变质倾向;在Sr变质的同时,添加少量的Al-Ti-C晶粒细化剂,能使亚共晶

关键词：铁路车辆亚共晶Al-Si合金细化处理变质处理正交热处理

Al-Ti-C添加剂对亚共晶铝硅合金组织和性能的影响

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铸造技术 2005年第3期26卷 196-198页

作者：廖乃镘张先菊李伟四川大学制造科学与工程学院四川成都610065 西南石油学院材料院四川成都610500

研究了不同Al Ti C加入量对Al 7Si 1.5Cu Mg合金的晶粒细化效果。试验发现,随着Al Ti C加入量的增加,枝晶αAl晶粒越细小,组织也越均匀,合金的综合力学性能得到提高;当Al Ti C加入量w为2.6%时,枝晶αAl晶粒接近最小,继续提高Al Ti C加... 详细信息

研究了不同Al Ti C加入量对Al 7Si 1.5Cu Mg合金的晶粒细化效果。试验发现,随着Al Ti C加入量的增加,枝晶αAl晶粒越细小,组织也越均匀,合金的综合力学性能得到提高;当Al Ti C加入量w为2.6%时,枝晶αAl晶粒接近最小,继续提高Al Ti C加入量则组织变化不明显。试验表明Al Ti C中间合金是Al Si合金的良好细化剂。

关键词： Al—Ti—C合金晶粒细化亚共晶力学性能

CCD多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响

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半导体光电 2016年第2期37卷 178-180,189页

作者：刘秀娟廖乃镘中国电子技术标准化研究院北京100007 重庆光电技术研究所重庆400060

采用扫描电子显微镜和电学分析技术研究了电荷耦合器件(CCD)多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响。研究结果表明,常规热氧化工艺制作的多晶硅介质层,在台阶侧壁存在薄弱区,多晶硅层间击穿电压仅20V,器件在可靠性试验后容易因多晶硅层... 详细信息

采用扫描电子显微镜和电学分析技术研究了电荷耦合器件(CCD)多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响。研究结果表明,常规热氧化工艺制作的多晶硅介质层,在台阶侧壁存在薄弱区,多晶硅层间击穿电压仅20V,器件在可靠性试验后容易因多晶硅层间击穿而失效。采用LPCVD淀积二氧化硅技术消除了多晶硅台阶侧壁氧化层薄弱区,其层间击穿电压大于129V,明显改善了器件可靠性。

关键词：电荷耦合器件多晶硅击穿电压可靠性

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CCD片上放大器直流输出电压影响因素分析

半导体光电 2013年第6期34卷 935-938页

作者：韩恒利汪凌唐利吕玉冰廖乃镘重庆光电技术研究所重庆400060

对电荷耦合器件(CCD)片上放大器直流输出电压的主要影响因素进行了研究,通过对不同源漏工艺、不同栅下注入剂量工艺条件对直流输出的影响分析,指出有效沟道长度和放大管栅下注入是CCD片上放大器直流输出电压的主要影响因素。

关键词： CCD 片上放大器直流输出电压

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减少硅片湿法清洗工艺铁离子沾污研究

半导体光电 2011年第4期32卷 509-512页

作者：廖乃镘龙飞罗春林雷仁方李贝李仁豪重庆光电技术研究所重庆400060

为了研制出高性能电荷耦合器件(CCD),减少硅片清洗工艺Fe离子沾污是关键。利用表面光电压(SPV)法,研究了硅片清洗过程的Fe离子沾污。研究表明,SPM(H2SO4/H2O2)→SC-1清洗,去除Fe离子污染的效果比较差;用SPM→SC-1→SC-2清洗,去除Fe离子... 详细信息

为了研制出高性能电荷耦合器件(CCD),减少硅片清洗工艺Fe离子沾污是关键。利用表面光电压(SPV)法,研究了硅片清洗过程的Fe离子沾污。研究表明,SPM(H2SO4/H2O2)→SC-1清洗,去除Fe离子污染的效果比较差;用SPM→SC-1→SC-2清洗,去除Fe离子杂质的效果较好,Fe离子污染减少了2个数量级。增加SC-1和SC-2清洗次数可以减少Fe离子沾污,但效果不明显。当化学试剂中金属杂质含量由1×10-8 cm-3减少到1×10-9 cm-3,清洗工艺Fe离子沾污减少到8.0×1010 cm-3。

关键词：硅片清洗铁沾污电荷耦合器件表面光电压

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表面光电压法研究氧化工艺铁离子沾污

半导体光电 2013年第4期34卷 600-602,606页

作者：廖乃镘林海青向华兵李贝李仁豪重庆光电技术研究所重庆400060

表面光电压法(SPV)能精确测量硅片的Fe离子浓度,是一种快速、非破坏性的高灵敏度测试方法。采用表面光电压技术研究了氧化工艺中的Fe离子沾污。研究表明,氧气、氮气、三氯乙烯中含有的微量杂质是氧化工艺中Fe离子沾污的主要来源。通过... 详细信息

表面光电压法(SPV)能精确测量硅片的Fe离子浓度,是一种快速、非破坏性的高灵敏度测试方法。采用表面光电压技术研究了氧化工艺中的Fe离子沾污。研究表明,氧气、氮气、三氯乙烯中含有的微量杂质是氧化工艺中Fe离子沾污的主要来源。通过对氧气、氮气进行进一步纯化处理、减少三氯乙烯杂质质量分数到1.0×10-8、更换传输气体的不锈钢管路等措施,将氧化工艺Fe离子沾污减少了一个数量级。

关键词：电荷耦合器件氧化工艺 Fe离子沾污表面光电压

掺磷a-Si∶H红外薄膜电阻率及电阻温度系数研究

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半导体光电 2007年第1期28卷 80-82,103页

作者：史磊李伟匡跃军廖乃镘蒋亚东电子科技大学光电信息学院四川成都610054

用等离子体增强化学气相沉积方法制备了掺磷氢化非晶硅薄膜材料,对薄膜的电阻率以及电阻温度系数进行了详细研究。结果表明,掺磷a-Si∶H薄膜的电阻率随磷掺杂比(PH3/SiH4)的增大和气体温度的升高而降低,但随退火温度的升高而增大;掺磷a... 详细信息

用等离子体增强化学气相沉积方法制备了掺磷氢化非晶硅薄膜材料,对薄膜的电阻率以及电阻温度系数进行了详细研究。结果表明,掺磷a-Si∶H薄膜的电阻率随磷掺杂比(PH3/SiH4)的增大和气体温度的升高而降低,但随退火温度的升高而增大;掺磷a-Si∶H薄膜的电阻温度系数随薄膜自身电阻率的增大而增大,但随环境温度的升高而降低。

关键词：等离子体增强化学气相沉积掺磷非晶硅薄膜电阻率电阻温度系数

黑硅的无掩模反应离子刻蚀法制备及光学性能研究

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半导体光电 2016年第1期37卷 41-44页

作者：廖乃镘向鹏飞李仁豪重庆光电技术研究所重庆400060

采用无掩模反应离子刻蚀法制备了黑硅。利用扫描电子显微镜及紫外-可见-近红外分光光度计研究了黑硅的微结构和光学特性。结果表明,黑硅微结构高度为2.0~3.5μm,径向尺寸90~400nm,间距200~610nm。在400~1 000nm光谱范围内黑硅吸收率为9... 详细信息

采用无掩模反应离子刻蚀法制备了黑硅。利用扫描电子显微镜及紫外-可见-近红外分光光度计研究了黑硅的微结构和光学特性。结果表明,黑硅微结构高度为2.0~3.5μm,径向尺寸90~400nm,间距200~610nm。在400~1 000nm光谱范围内黑硅吸收率为94%,是单晶硅的1.5倍;在1 200~1 700nm光谱范围吸收率为55%~60%,是B掺杂单晶硅的20倍。制备的黑硅的光学带隙为0.600 6eV,吸收光谱明显向红外方向偏移。

关键词：黑硅反应离子刻蚀无掩模光学性能

LPCVD多晶硅形貌对氧化层击穿特性的影响

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半导体光电 2013年第2期34卷 244-246页

作者：龙飞廖乃镘向华兵罗春林阙蔺兰李仁豪重庆光电技术研究所重庆400060

多晶硅表面对于电荷耦合器件(CCD)的制作非常重要。采用扫描电子显微镜(SEM)和电学分析技术研究了低压化学气相(LPCVD)法淀积的多晶硅形貌对击穿特性的影响。研究结果表明,减小多晶硅表面颗粒尺寸有助于改善多晶硅氧化层击穿特性。多晶... 详细信息

多晶硅表面对于电荷耦合器件(CCD)的制作非常重要。采用扫描电子显微镜(SEM)和电学分析技术研究了低压化学气相(LPCVD)法淀积的多晶硅形貌对击穿特性的影响。研究结果表明,减小多晶硅表面颗粒尺寸有助于改善多晶硅氧化层击穿特性。多晶硅氧化层击穿特性与多晶硅和绝缘层交界面的平滑度有关。多晶硅薄膜表面平整度变差,则多晶硅与氧化层之间的界面平滑性变差,多晶硅介质层击穿强度降低。

关键词：击穿强度氧化多晶硅