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基于团簇线的Fe-B-Y基五元块体非晶合金

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金属学报 2007年第8期43卷 797-802页

作者：陈伟荣王清程旭张庆瑜董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室

在三元Fe-B-Y合金系中,以团簇线判据设计了5个基础合金成分,即5条成分线Fe_8B_3-Y,Re_8R_2-Y,Fe_(83)B_(17)-Y,Fe_6B-Y和Fe_9B-Y与一条团簇线Fe_(12)Y-B的交点.在此基础上加入微量Nb和M(M=Ti,Hf,Ta,Mo,Ni和Sn)形成五元合金,用铜模铸造方法制备出直径为3mm的合金棒.考虑到元素B和Y在合金制备过程中的损耗,对每个合金进行了成分修正.在M=Ti,Hf,Ta和Mo时,能够形成块体非晶合金的三元基础成分均接近Fe_8B_3-Y与Fe_(12)Y-B两条团簇线交点成分,表明其对应的基础团簇为Archimedes八面体反棱柱Fe_8B_3.最佳非晶成分为(Fe_(69.9)B_(24.6)Y_(5.5))_(96)Nb_2Ti_2,其T_g=944 K,T_x=997 K,T_(rg)=0.666.当M=Ni和Sn时,均没有得到块体非晶合金.

关键词：团簇线铁基块体非晶合金成分设计

Pt(111）表面低能溅射现象的分子动力学模拟

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物理学报 2006年第3期55卷 1351-1357页

作者：颜超吕海峰张超张庆瑜大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

利用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过分子动力学模拟,详细研究了贵金属原子在Pt(111)表面的低能溅射现象.模拟结果显示:对于垂直入射情况,入射原子的质量对Pt(111)表面的溅射阈值影响不大.当入射原子的能量小于溅射阈值时,入射原... 详细信息

利用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过分子动力学模拟,详细研究了贵金属原子在Pt(111)表面的低能溅射现象.模拟结果显示:对于垂直入射情况,入射原子的质量对Pt(111)表面的溅射阈值影响不大.当入射原子的能量小于溅射阈值时,入射原子基本以沉积为主;当入射原子的能量大于溅射阈值时,溅射产额随入射原子能量的增加而线性增大;当入射原子能量达到200eV时,各种入射原子的溅射产额都达到或接近1,此时入射原子主要起溅射作用.溅射原子发射的角分布概率和溅射花样与高能溅射相类似.研究表明:与基于二体碰撞近似的线性级联溅射理论不同,当入射原子能量大于溅射阈值时,低能入射原子的溅射产额正比于入射原子的约化能量和入射原子与基体原子的质量比.通过对低能入射原子的钉扎能力分析,提出了支配低能溅射的入射原子反射物理机理.

关键词：分子动力学模拟低能溅射

Cu-Au体系非对称异质外延行为的分子动力学研究

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物理学报 2007年第1期56卷 452-458页

作者：张超孟旸颜超唐鑫王永亮张庆瑜大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

利用分子动力学模拟方法研究了Cu/Au(001)和Au/Cu(001)异质外延岛的演化行为.研究结果显示:Cu-Au体系的相互外延行为呈现出明显的非对称性.Cu在Au(001)基体表面可以形成完整的外延结构,而Au在Cu(001)基体表面外延将导致失配位错的出现.... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了Cu/Au(001)和Au/Cu(001)异质外延岛的演化行为.研究结果显示:Cu-Au体系的相互外延行为呈现出明显的非对称性.Cu在Au(001)基体表面可以形成完整的外延结构,而Au在Cu(001)基体表面外延将导致失配位错的出现.导致非对称外延生长行为的根本原因是外延岛的应变状态的差异和外延岛自身性质的不同.随着外延岛的长大,Cu外延岛与Au(001)基体的微观失配度由最初的接近宏观失配度的9%左右迅速单调下降,并最终趋于晶格匹配;而Au在Cu(001)基体表面外延的微观失配度则呈现出振荡增加趋势.Cu/Au(001)体系的基体形变主要发生在外延岛的边缘,而Au/Cu(001)体系的基体形变主要发生在外延岛内部所对应的区域.

关键词： Cu-Au体系异质外延分子动力学模拟

Ti/TiN纳米多层薄膜改性层在Troyde's模拟体液中的抗腐蚀性能

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无机材料学报 2005年第4期20卷 940-946页

作者：刘成龙林国强杨大智赵彦辉邓新绿大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学材料系大连116024 大连理工大学材料系大连116024

用电弧离子镀设备,在医用不锈钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜,考察薄膜在Troyde's模拟体液中的抗腐蚀性能.结果表明,在中性与酸性模拟体液中316L+Ti/TiN(45/45s) 体系的击穿电位分别提高5倍和2倍,腐蚀电流密度为基体的1/8与1/3,明显降... 详细信息

用电弧离子镀设备,在医用不锈钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜,考察薄膜在Troyde's模拟体液中的抗腐蚀性能.结果表明,在中性与酸性模拟体液中316L+Ti/TiN(45/45s) 体系的击穿电位分别提高5倍和2倍,腐蚀电流密度为基体的1/8与1/3,明显降低发生局部腐蚀的敏感性,但滞后环的出现说明薄膜被击穿后自修复能力较差.分析说明薄膜的纳米多层结构与纯Ti层的存在可有效提高医用不锈钢在Troyde's模拟体液中的抗点蚀能力.

关键词： Ti/TiN纳米多层薄膜抗腐蚀性能医用不锈钢模拟体液

微波ECR全方位离子注入制备类金刚石碳膜的结构及摩擦学性能研究

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物理学报 2005年第7期54卷 3241-3246页

作者：高鹏徐军邓新绿王德和董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

利用微波ECR全方位离子注入技术,在单晶硅(100)衬底上制备类金刚石薄膜.分析结果表明,所制备的类金刚石碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,摩擦系数小.其中,薄膜的结构和性能与氢流量比关系密切,随氢流量比... 详细信息

利用微波ECR全方位离子注入技术,在单晶硅(100)衬底上制备类金刚石薄膜.分析结果表明,所制备的类金刚石碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,摩擦系数小.其中,薄膜的结构和性能与氢流量比关系密切,随氢流量比的增加,薄膜的沉积速率减小,表面粗糙度降低,且生成sp3键更加趋向于金刚石结构,表面能更低,从而使摩擦系数大幅降低.

关键词：全方位离子注入类金刚石碳膜拉曼光谱摩擦磨损

Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法

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物理学报 2007年第4期56卷 2369-2376页

作者：谷建峰刘志文刘明付伟佳马春雨张庆瑜大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

利用反应射频磁控溅射技术,采用两步生长方法制备了ZnO薄膜,探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明,低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当... 详细信息

利用反应射频磁控溅射技术,采用两步生长方法制备了ZnO薄膜,探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明,低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时,ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大,薄膜应力较大;当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后,ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小,薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加,ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降,表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小.

关键词： ZnO薄膜反应射频磁控溅射两步生长形貌分析

磁控溅射ZnO薄膜生长的等离子体发射光谱研究

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物理学报 2006年第8期55卷 4232-4237页

作者：李勇孙成伟刘志文张庆瑜大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116023

通过反应磁控溅射过程中的等离子体发射光谱,研究了制备ZnO薄膜的沉积温度、氧气流量比例R=O2(O2+Ar)对Zn和O原子发射光谱的影响,并结合ZnO薄膜的结构和物理性能,探讨了沉积温度在ZnO薄膜生长中的作用.研究结果显示:当R≥0.75%时,Zn的... 详细信息

通过反应磁控溅射过程中的等离子体发射光谱,研究了制备ZnO薄膜的沉积温度、氧气流量比例R=O2(O2+Ar)对Zn和O原子发射光谱的影响,并结合ZnO薄膜的结构和物理性能,探讨了沉积温度在ZnO薄膜生长中的作用.研究结果显示:当R≥0.75%时,Zn的溅射产额随R的增加基本呈线性下降规律.当R介于10%—50%时,氧含量的变化相对平缓,有利于ZnO薄膜生长的稳定性控制.Zn原子发射光谱强度随沉积温度的变化可以分为三个阶段.当沉积温度低于250℃时,发射光谱强度基本保持不变;当沉积温度介于250—550℃时,光谱强度随沉积温度的增加呈线性增加的趋势;当沉积温度大于550℃以后,光谱强度随沉积温度的增加而迅速增加.通过沉积温度的控制可以实现满足或接近化学计量配比的ZnO薄膜的生长,适合高质量ZnO薄膜沉积的温度介于650—800℃,750℃下沉积的ZnO薄膜具有比较低的缺陷密度和明显的室温紫外光致荧光发射.

关键词： ZnO 薄膜生长反应磁控溅射等离子体发射光谱

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低能Pt原子团簇沉积过程的分子动力学模拟

物理学报 2002年第12期51卷 2798-2803页

作者：叶子燕张庆瑜大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

利用分子动力学模拟系统研究了低能Pt38,Pt1 41 和Pt2 6 6 原子团簇与Pt(0 0 1)表面的相互作用过程 ,详细分析了初始原子平均动能为 0 .1,1.0和 10eV的原子团簇的沉积演化过程及其对基体表面形貌的影响 .研究表明 ,初始原子平均动能是... 详细信息

利用分子动力学模拟系统研究了低能Pt38,Pt1 41 和Pt2 6 6 原子团簇与Pt(0 0 1)表面的相互作用过程 ,详细分析了初始原子平均动能为 0 .1,1.0和 10eV的原子团簇的沉积演化过程及其对基体表面形貌的影响 .研究表明 ,初始原子平均动能是描述低能原子团簇的重要参量 .当团簇的平均原子动能较低时 ,团簇对基体表层原子点阵损伤较小 ,基本属于沉积团簇 ;随着入射团簇的原子平均动能的增加 ,团簇对表层原子点阵结构的破坏能力增强 ,当团簇的原子平均动能增加到 10eV时 ,团簇已经显现出注入特征 .低能原子团簇对基体表面形貌的影响主要取决于团簇的初始原子平均动能 ,但随着团簇所含原子数目的增加 ,低能原子团簇对基体表面的影响略有增强 .此外。

关键词：分子动力学模拟低能原子团簇载能沉积薄膜制备 Pt原子团簇铂原子

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脉冲偏压电弧离子镀CN_x薄膜研究

物理学报 2008年第10期57卷 6636-6642页

作者：李红凯林国强董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116085

用脉冲偏压电弧离子镀通过控制不同的氮流量在(100)单晶Si基片上制备了不同成分的CNx薄膜.用光学显微镜,XPS,XRD,激光Raman和Nanoindenter等方法研究了薄膜的形貌、成分、结构和性能.结果表明,薄膜表面平整致密、氮含量随着氮流量的降... 详细信息

用脉冲偏压电弧离子镀通过控制不同的氮流量在(100)单晶Si基片上制备了不同成分的CNx薄膜.用光学显微镜,XPS,XRD,激光Raman和Nanoindenter等方法研究了薄膜的形貌、成分、结构和性能.结果表明,薄膜表面平整致密、氮含量随着氮流量的降低而降低、结构为非晶且为类金刚石薄膜;随着氮含量从18.9%降低到5.3%(摩尔百分比,全文同),薄膜的硬度和弹性模量单调增加而且增幅较大,其中硬度从15.0 GPa成倍增加到30.0 GPa;通过氮流量的调整能够敏感地改变薄膜中的sp3键的含量,是CNx薄膜的硬度和弹性模量获得大幅度调整的本质原因.

关键词： CNx薄膜脉冲偏压电弧离子镀硬度