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惰性碳源对两步反应烧结碳化硅陶瓷组织和性能的影响

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功能材料 2025年

作者：潘鑫龙张明君王波杨建锋西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

两步反应烧结可以降低反应烧结碳化硅中的残余硅含量,采用纳米炭黑为活性碳源,过量碳微球和金刚石分别为惰性碳源,通过两步反应烧结制备了碳化硅陶瓷,分析比较了两种惰性碳源的反应率,以及对碳化硅陶瓷力学性能和热学性能的影响。结果表... 详细信息

两步反应烧结可以降低反应烧结碳化硅中的残余硅含量,采用纳米炭黑为活性碳源,过量碳微球和金刚石分别为惰性碳源,通过两步反应烧结制备了碳化硅陶瓷,分析比较了两种惰性碳源的反应率,以及对碳化硅陶瓷力学性能和热学性能的影响。结果表明:在碳密度和烧结工艺条件相同的情况下,金刚石的反应率低于碳微球,制备的烧结体中残余硅较多。在1 550℃保温6 h条件下,使用高硬度的金刚石为惰性碳源制备的碳化硅的显微硬度达2 488±133 HV,高于使用碳微球制备的碳化硅。但是由于使用金刚石为惰性碳源制备的烧结体中低导热的残余硅较多,导致使用金刚石制备碳化硅的导热系数较低,在1 550℃保温6 h条件下为115 W·m-1·K-1,低于碳微球使用的碳微球。

关键词：反应烧结碳化硅碳源两步反应烧结残余硅

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相变存储器材料设计与多尺度模拟的研究进展

金属学报 2024年第10期60卷 1362-1378页

作者：沈雪阳褚瑞轩蒋宜辉张伟西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室、材料创新设计中心西安710049

大数据时代人工智能、5G、云计算等先进技术对数据存储与处理的需求急剧上升,而新型非易失性存储材料与器件的研发则为大幅提升算力提供了契机。同时,人工智能技术驱动的科学研究范式也为进一步提升存储器件性能提供了新的研发模式。本... 详细信息

大数据时代人工智能、5G、云计算等先进技术对数据存储与处理的需求急剧上升,而新型非易失性存储材料与器件的研发则为大幅提升算力提供了契机。同时,人工智能技术驱动的科学研究范式也为进一步提升存储器件性能提供了新的研发模式。本文聚焦于相变存储材料与器件在计算与数据驱动下的研究进展,详细论述了大尺度第一性原理分子动力学、新材料设计与高通量材料筛选、多尺度模拟与机器学习势开发等先进材料计算方法在相变存储材料研究中的具体应用,并展望了相变存储技术发展所面临的机遇与挑战。

关键词：相变存储材料第一性原理高通量计算多尺度模拟机器学习势

锑碲合金Sb_(2)Te_(3)的异相同质结构设计

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科学通报 2022年第22期67卷 2662-2671页

作者：王晓哲张航铭王旭东王疆靖马恩张伟西安交通大学金属材料强度国家重点实验室材料创新设计中心西安710049

半导体锑碲合金Sb_(2)Te_(3)是实现高性能相变存储与类脑计算的一种关键母体材料,其亚稳态立方相具有占格点高达1/6以上且随机分布的空位,具备安德森绝缘体性质.而Sb_(2)Te_(3)的稳态结构为菱方六角相,是一种典型的强拓扑绝缘体材料.但... 详细信息

半导体锑碲合金Sb_(2)Te_(3)是实现高性能相变存储与类脑计算的一种关键母体材料,其亚稳态立方相具有占格点高达1/6以上且随机分布的空位,具备安德森绝缘体性质.而Sb_(2)Te_(3)的稳态结构为菱方六角相,是一种典型的强拓扑绝缘体材料.但由于六角相Sb_(2)Te_(3)存在自发掺杂行为,其体相通常呈金属性而非绝缘性,从而掩盖了其拓扑非平庸的狄拉克表面态性质.本工作提出一种基于Sb_(2)Te_(3)的异相同质结构的新概念,原理上可同时利用该材料的拓扑性质与安德森绝缘性质从而实现超低损耗的电子输运.本文在分子束外延制备的六角相Sb_(2)Te_(3)薄膜中,利用透射电子显微镜中的聚焦电子束辐照驱动薄膜体相区域的六角相至立方相结构相变,并原位观察了空位无序化在其中起到的关键性作用.通过第一性原理计算,结果表明六角相Sb_(2)Te_(3)的能量随着空位层空位浓度的降低而快速上升,在空位浓度减小至50%~70%时触发原子堆垛迁移,从而形成立方相结构.临界空位浓度的大小主要受沿空位层垂直方向压应力的影响.结合实验与计算结果,本文证实了Sb_(2)Te_(3)异相同质结构的界面附近不存在明显的晶格错配,为后续制备Sb_(2)Te_(3)异相同质结构宏观样品,以及探索拓扑物理与安德森电子局域化之间的相互作用提供了指导.

关键词：相变材料拓扑绝缘体 Sb_(2)Te_(3) 原位表征空位无序化异相同质结构

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应变玻璃中的类玻色峰与玻璃的物理统一性

科学通报 2021年第36期66卷 4599-4600页

作者：马恩西安交通大学金属材料强度国家重点实验室材料创新设计中心西安710049

2021年诺贝尔物理学奖最近揭晓,意大利罗马大学教授乔治·帕里西(Giorgio Parisi)由于"发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响"而获奖.帕里西教授关于无序材料和随机过程的理论反映了复杂系统的物理统一性,其开... 详细信息

2021年诺贝尔物理学奖最近揭晓,意大利罗马大学教授乔治·帕里西(Giorgio Parisi)由于"发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响"而获奖.帕里西教授关于无序材料和随机过程的理论反映了复杂系统的物理统一性,其开创性贡献是基于一种简单的玻璃系统——自旋玻璃[1]而做出的:他最早给出了非平衡体系中最简单的数学模型——自旋玻璃模型的严格解.所谓自旋玻璃[1],是一种由于晶格点阵中每个位置上的磁矩呈长程无序排列而形成的无序系统.

关键词：诺贝尔物理学奖自旋玻璃随机过程玻璃系统物理系统罗马大学无序排列帕里

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施密特因子分布图预测锆的变形行为（英文）

稀有金属材料与工程 2019年第8期48卷 2400-2405页

作者：辛超孙巧艳肖林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

由拉伸应力方向与c轴夹角及拉伸应力方向在基面投影与基面a轴夹角为自变量绘制了锆及锆合金中不同变形方式的施密特因子分布图并做了分析和研究。变形方式包括基面滑移,柱面滑移和锥面滑移的和滑移系和{1012},{1121},{1122}和{1011}4组... 详细信息

由拉伸应力方向与c轴夹角及拉伸应力方向在基面投影与基面a轴夹角为自变量绘制了锆及锆合金中不同变形方式的施密特因子分布图并做了分析和研究。变形方式包括基面滑移,柱面滑移和锥面滑移的和滑移系和{1012},{1121},{1122}和{1011}4组孪晶系。每个独立变形方式下的软取向和硬取向被确定。施密特因子分布图结合实验中每种变形方式的临界剪切应力可以有效预测每种变形方式的相对活性并能够很好地吻合现有的实验结果。

关键词：施密特定律滑移孪晶变体选择各向异性锆

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铜基非晶合金板弯曲塑性及剪切带间距的研究

金属学报 2005年第10期41卷 1031-1036页

作者：江峰张志博张敬贺林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

制备了一种压缩断裂塑性应变接近2%的铜基块状非晶板材,并利用三点弯曲实验进行了其弯曲塑性、剪切带间距与试样厚度关系的研究.结果表明:非晶合金的弯曲断裂塑性应变明显依赖于试样厚度,即弯曲断裂塑性应变随试样厚度增加呈指数衰减关... 详细信息

制备了一种压缩断裂塑性应变接近2%的铜基块状非晶板材,并利用三点弯曲实验进行了其弯曲塑性、剪切带间距与试样厚度关系的研究.结果表明:非晶合金的弯曲断裂塑性应变明显依赖于试样厚度,即弯曲断裂塑性应变随试样厚度增加呈指数衰减关系减少;弯曲时剪切带间距随试样厚度增加而线性增加;剪切带间距与试样厚度的比值对于同一非晶合金为恒定值,但随非晶合金种类的不同而变化,与非晶合金的塑性变形能力有关.

关键词：铜基块状非晶弯曲塑性剪切带间距

基于小波变换Cu-W薄膜表面形貌表征与硬度值分散性评价

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物理学报 2004年第7期53卷 2281-2286页

作者：汪渊白宣羽徐可为西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

提出了一种基于小波变换描述薄膜表面形貌的方法 .运用离散小波变换法研究磁控溅射Cu W薄膜表面特征随溅射时间的演变 .结果表明 ,Cu W薄膜在溅射时间超过 6 0 0s时才达到稳定 .不同薄膜表面形貌的变化主要是由高频部分引起 .薄膜的粗... 详细信息

提出了一种基于小波变换描述薄膜表面形貌的方法 .运用离散小波变换法研究磁控溅射Cu W薄膜表面特征随溅射时间的演变 .结果表明 ,Cu W薄膜在溅射时间超过 6 0 0s时才达到稳定 .不同薄膜表面形貌的变化主要是由高频部分引起 .薄膜的粗糙表面会引起纳米压入硬度值的分散 ,这种分散性可用基于小波变换的薄膜表面形貌多尺度分解评价 .

关键词：铜-钨薄膜小波变换表面形貌表征硬度值纳米压入分散性

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凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

无机材料学报 2004年第4期19卷 743-748页

作者：张雯王红洁张勇金志浩西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、... 详细信息

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。

关键词：凝胶注模多孔陶瓷氮化硅

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基体对硅钼薄膜结构及电学性能的影响

稀有金属材料与工程 2006年第3期35卷 408-411页

作者：信绍广徐可为陈华张茂国西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

采用射频磁控溅射法在硅基底上制备了硅钼薄膜,并研究了不同基体对薄膜相结构、表面形貌及电学性能的影响。XRD,AFM和SEM分析结果表明,硅和石英玻璃基体上沉积的硅钼薄膜为非晶,而氧化铝基体上沉积的硅钼薄膜为多晶。四探针电阻测试结... 详细信息

采用射频磁控溅射法在硅基底上制备了硅钼薄膜,并研究了不同基体对薄膜相结构、表面形貌及电学性能的影响。XRD,AFM和SEM分析结果表明,硅和石英玻璃基体上沉积的硅钼薄膜为非晶,而氧化铝基体上沉积的硅钼薄膜为多晶。四探针电阻测试结果表明,随着退火温度的升高,硅基体和氧化铝基体上的硅钼薄膜其方阻逐渐降低,而石英玻璃基体上的硅钼薄膜其方阻却异常增大。

关键词：基体磁控溅射 MoSi2薄膜方阻