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电化学 2007年第4期13卷 436-440页

作者：黄河宁吕东平黄行康张启卫杨勇三明学院化学与生物工程系福建三明365004 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室厦门大学化学系福建厦门361005

应用高温热解法合成层状二氧化锰(δ-MnO2),借助离子注入技术在其表层注入钛离子,形成复合材料(δ-MnO2-Ti).材料结构及形貌由XRD、SEM及XPS表征,用恒电流充电仪测定其电化学性能.结果表明:注入钛离子后形成新的复合材料,其MnO2的层状... 详细信息

应用高温热解法合成层状二氧化锰(δ-MnO2),借助离子注入技术在其表层注入钛离子,形成复合材料(δ-MnO2-Ti).材料结构及形貌由XRD、SEM及XPS表征,用恒电流充电仪测定其电化学性能.结果表明:注入钛离子后形成新的复合材料,其MnO2的层状结构没有被破坏,钛离子主要以Ti(Ⅳ)态嵌入MnO2结构.与δ-MnO2相比,改性后的δ-MnO2-Ti首次放电比容量和最大放电比容量均有明显提升.

关键词：层状二氧化锰离子注入改性表层结构电化学性能

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碳化硅在聚合物中的应用

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中国塑料 2006年第5期20卷 10-13页

作者：李春华齐暑华张剑邱华武鹏西北工业大学应用化学系陕西西安710072

综述了碳化硅(SiC)在用填充改性、表面包覆改性、离子注入改性和聚合物表面接枝改性等方法所制得的复合材料中的应用,并对纳米SiC改性环氧树脂、纳米微晶SiC改性聚乙烯基咔唑和香豆素共混物、聚吡咯包覆改性 SiC、硅离子注入改性聚对苯... 详细信息

综述了碳化硅(SiC)在用填充改性、表面包覆改性、离子注入改性和聚合物表面接枝改性等方法所制得的复合材料中的应用,并对纳米SiC改性环氧树脂、纳米微晶SiC改性聚乙烯基咔唑和香豆素共混物、聚吡咯包覆改性 SiC、硅离子注入改性聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜及丙烯酰胺接枝改性SiC等进行了详细讨论。

关键词：碳化硅聚合物表面包覆改性离子注入改性聚合物表面接枝改性

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砷化镓晶体纳米切削损伤形成机理研究

砷化镓晶体纳米切削损伤形成机理研究

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作者：陈程昊天津大学

学位级别：硕士

砷化镓作为典型的III-V族半导体,凭借其优越的光学特性被广泛应用于太赫兹光学、红外光学等领域。为了满足各类光学系统的需求,单晶砷化镓需要被加工出低损伤、高精度的表面或微结构。然而,单晶砷化镓属于脆性材料,其加工过程中极易出... 详细信息

砷化镓作为典型的III-V族半导体,凭借其优越的光学特性被广泛应用于太赫兹光学、红外光学等领域。为了满足各类光学系统的需求,单晶砷化镓需要被加工出低损伤、高精度的表面或微结构。然而,单晶砷化镓属于脆性材料,其加工过程中极易出现脆裂损伤、各向异性损伤差异等问题,严重影响器件的品质与性能。因此,开展对单晶砷化镓的纳米切削损伤形成机理以及高效率、低损伤的加工工艺的研究具有重要意义。本课题基于分子动力学仿真、超精密切削实验以及多种测试表征方法,对单晶砷化镓的纳米切削过程中损伤形成与演化过程进行理论和实验研究,并探索了离子注入表面改性辅助砷化镓纳米切削方法。主要研究内容如下:(1)建立了金刚石刀具与砷化镓间的指数排斥势函数,评估确定了砷化镓纳米切削势函数体系。基于分子动力学仿真建立了单晶砷化镓纳米切削模型。(2)对砷化镓晶体纳米切削表面形成及塑性损伤机制进行研究,获得了切削过程中切削速度与各向异性对亚表面位错分布的影响规律,分析了结构相变、非晶化等塑性损伤以及暂稳相主导的弹性形变。(3)对单晶砷化镓纳米切削裂纹损伤形成过程进行分析,获得了其在不同切削速度与切削厚度下的脆塑转变与损伤演变机理,分析了微裂纹的形成与发展机制。仿真中发现单晶砷化镓已加工表面呈现多晶状态,并得到了实验验证。(4)基于纳米压痕实验对单晶砷化镓的纳米尺度力学性质与受载行为进行了测试,并开展了砷化镓晶体纳米切削实验和测试表征,研究了不同切削负前角对单晶砷化镓脆塑转变深度的影响,表征了其脆塑转变区域的亚表面损伤。(5)基于单点金刚石平面车削实验分析了单晶砷化镓超精密切削中的各向异性特性,并探索了低损伤表面的车削参数。探索了离子注入表面改性对单晶砷化镓纳米切削性能的影响,获得了改性表面的非晶化以及材料脆塑转变深度的提升。

关键词：砷化镓晶体纳米切削损伤机理分子动力学仿真裂纹离子注入改性

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FIB轰击辅助脆性材料SEM在线纳米切削的实验研究

FIB轰击辅助脆性材料SEM在线纳米切削的实验研究

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作者：国晨天津大学

学位级别：硕士

随着制造业飞速发展,微纳加工技术得到了广泛发展和应用。由于纳米切削加工形成的表面/亚表面损伤会影响零件的物理力学性能和使用寿命,要提高零件加工的完整性,需要深入研究纳米切削的加工机理和加工工艺的优化方法。本文对纳米切削的... 详细信息

随着制造业飞速发展,微纳加工技术得到了广泛发展和应用。由于纳米切削加工形成的表面/亚表面损伤会影响零件的物理力学性能和使用寿命,要提高零件加工的完整性,需要深入研究纳米切削的加工机理和加工工艺的优化方法。本文对纳米切削的研究现状进行了综述,基于实验室自主搭建的扫描电镜在线纳米切削平台,开展了典型脆性材料单晶硅、碳化硅的金刚石刀具SEM在线观测纳米切削实验,并探究了FIB镓离子注入辅助脆性材料纳米切削的优化方法,论文的主要研究内容如下:(1)为了精确分析和定量表征FIB轰击单晶硅引入的损伤特征,论文首先开展了Ga离子注入单晶硅的蒙特卡洛模拟研究,利用SRIM模拟方法对Ga离子轰击单晶硅、锗等典型脆性基底材料进行仿真分析。随后,论文开展了对单晶硅进行Ga离子注入的可控实验研究,同时基于聚焦离子束FIB制备透射电子显微镜(TEM)样品的方法和工艺研究,实现了FIB轰击改性单晶硅的改性层TEM样品制备和相关损伤TEM表征分析。(2)基于SEM在线纳米切削平台,开展了离子注入辅助单晶硅的纳米切削实验研究。从材料的脆塑转变深度和加工表面质量等角度,对比研究了经过FIB Ga离子改性(FIB镓离子能量为30keV,注入剂量为5×10ions/cm)和未经过离子改性的单晶硅,在金刚石刀具SEM在线纳米切削过程中的差异。研究发现,在相同切削深度下,改性后单晶硅基底材料为塑性区除,加工表面质量光滑;而未改性的加工表面则出现脆性去除,已加工表面出现脆性凹坑。(3)为了探究亚表面损伤对后续加工质量的影响规律,基于SEM在线纳米切削平台,开展了多次重复切削的实验研究。利用75 nm刃口半径的金刚石刀具开展了单晶硅的连续多次纳米切削的加工研究。研究发现当重复纳米切削的单次切削厚度小于单晶硅脆塑转变深度时,已切削加工表面会周期性出现微小凹坑等脆性去除现象。当切削厚度较小时,已加工表面的脆性凹坑随着纳米切削的进行逐渐变浅及消失。(4)论文最后开展了碳化硅材料的离子注入辅助SEM在线纳米切削实验研究。首先对碳化硅材料进行离子注入改性,然后运用金刚石刀具对碳化硅离子注入/未注入表面进行单次和多次纳米切削对比实验研究。研究发现,离子注入后的碳化硅与未改性的碳化硅相比,脆塑转变厚度增加,加工表面质量提升。

关键词：纳米切削机理离子注入改性连续切削单晶硅碳化硅

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