在 Si 上生长的 GaAs 外延薄膜的近红外光致发光(英文)

在Ｓｉ上生长的异质ＧａＡｓ外延薄膜（记作ＧａＡｓ／Ｓｉ）中，存在着深能级，它们是由各类缺陷的各种不同荷电态所导致的。这些缺陷则是由于ＧａＡｓ与Ｓｉ之间存在着很大的晶格失配及热膨胀系数差异所引起的。研究了与ＧａＡｓ／Ｓｉ的深能级有关的变温与变激发强度的近红外光致发光谱。实验中所用的ＧａＡｓ／Ｓｉ样品是用ＭＯＣＶＤ方法生长的，而且具有不同的［Ａｓ］／［Ｇａ］比。利用组态模型，通过测量发光峰在半极大处的全宽度随温度的变化，获得了Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移。考虑了ＧａＡｓ／Ｓｉ的带隙随温度与随失配形变的移动。利用所获得的Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移及带隙移动，修正了施主－受主对、导带－受主及施主－价带间跃迁的能量关系式，给出了新的表达式。按照建立的新的跃迁能量表达式及ＧａＡｓ／Ｓｉ外延薄膜发光谱的特征，鉴定出ＧａＡｓ／Ｓｉ中的三个发光峰属施主－受主对复合发光，另外两个发光峰则是由Ａｓ填隙－Ｇａ空位的复合发光中心所产生。     

GaInP2外延膜中施主—受主对复合发光带的能量关量

通过变温与变激发强度的近红外光致发光研究了用ＭＯＣＶＤ方法、生长在ＧａＡｓ衬底上的Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ＧａＩｎＰ２）外延薄膜的１．１７ｅＶ发射带的发光特性。１．１７ｅＶ发光带性质与０．９９ｅＶ及０．８５ｅＶ发光带的性质有着明显的差别。１．１７ｅＶ发光带的机理可用施主－受主对的复合发光来解释，其中施主－受主对系白处在Ｇａ格位上的Ｓｉ（ＳｉＧａ）及其最邻近的Ｇａ空位（ＶＧａ）所组成，记作ＳｉＧａ－ＶＧａ。考虑到ＧａＩｎＰ２中存在着很强的电子－格子耦合作用及其Ⅲ族子格子为部分有序，所以在施主－受主对复合发光中应计及Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移△ＦＣ及该对在等效的部分有序势场中的相互作用能Ｅｓ（ＤＡＰ）。Ｘ—射线衍射实验表明，部分有序结构相当于成分调制，因而可用Ｋｒｏｎｉｇ－Ｐｅｎｎｅｙ模型来计算Ｅｓ（ＤＡＰ）值。这样，我们就导出了施主－受主对复合发光的新的能量表示式。     

SiMnMoV钢板材强度δb与其表面硬度HRC的关系

本文研究了容器用ＳｉＭｎＭｏＶ钢表面脱碳板材（淬火＋３００℃回火），强度δｂ与其表面硬度ＨＲＣ的关系。研究结果表明：该钢表面脱碳曲线为直线，其斜率ρ＝７０。在表面脱碳与无脱碳板材的强度之间，发现了一个强度佃界值δｏ；δｏ值随板厚α减小而下降；α一定时，δｏ为定值，不受含碳量影响。δｂ与ＨＲＣ的关系符合δｊ＝δｏ［１－（ａ＋ｂ）（４８－ＨＲＣ）／３５ａｂ］。δｏ值和δｊ式，为容器壁厚与强度匹配优化设     

CFRP层板的落重冲击分层损伤研究

采用落重冲击试验方法研究了航空上常用的铺层形式为［Ｏ２／９Ｏ２／４５２／－４５２］ｓ的先进复合材料（ＣＦＲＰ）低能冲击损伤问题。重点讨论了落重冲击后分层损伤形貌、冲击能量Ｗ与分层面积Ａ之间的关系以及基体韧性对ＣＦＲＰ抗冲击性能影响。     

基于曲面主方向的正交系的非完整基理论及其在流体力学中的相关应用

本文将微分几何中光滑曲面上局部存在的基于主方向的正交系联系于张量分析中的非完整基理论,以此为曲面与其邻域上的张量场场论提供了一种新方法,称为基于曲面主方向的正交系的非完整基理论。这种场论方法,基于基面的沿主方向的参数坐标,然后沿基面的法方向进行空间延拓,以此获得基面邻域内的完整的正交系。对此引入非完整基理论,可得所有的非零Christoffel符号直接对应为基面或者当地曲面的主曲率或者测地曲率,因而张量场的各种微分算子相对于曲面的主方向与法方向展开,所得分量表达式仅含物理量与曲面曲率。由此不仅可以清晰地展现曲面几何特征与物理量/物理过程之间的关系,而且所获得的分量表达式形式上最为简单。另一方面,经典的诸如柱坐标系、球坐标系等正交系也隶属基于曲面主方向的正交系,从而本文方法可以统一相关正交系下的张量场场论。作为应用,本文推导了可变形曲面上涡量、涡量法向梯度与变形率张量的表达式,曲面上流体边界层方程的分量方程,曲面介质相关守恒律方程等。     

碳纳米管改性对碳/ 环氧复合材料层间性能的影响

研究了在碳纤维织物上生长碳纳米管的改性对环氧树脂基复合材料层间性能的影响,对比了有无碳纳米管的碳纤维复合材料的层间剪切和弯曲性能,并采用碳纤维表面结合碳纳米管膜的方法研究了碳纳米管对碳/环氧复合材料层间性能的影响。结果表明,由于生长的碳纳米管长度过长(10μm)、末端无序排列为笼状,树脂无法进入碳纳米管内部,碳纳米管无法发挥增强作用,同时由于碳纳米管过长,复合材料内部缺陷增多,使得四种生长碳纳米管的碳纤维复合材料层间性能均有下降;而碳纳米管膜与碳纤维和树脂基体结合较好,使得复合材料层间剪切强度提高12%。     

镀钴碳纳米管/环氧树脂基复合材料的制备及其微波吸收特性研究

采用化学镀法制备了表面镀钴的多壁碳纳米管，并将其均匀分散在环氧树脂基体中固化成膜，形成镀钴碳纳米管／环氧树脂基复合材料。采用透射电镜、X射线衍射及振动样品磁强计等对镀钴碳纳米管的形貌、微结构与磁性能进行了表征，还采用数字化网络分析仪对该复合材料在0．5～40GHz频段内的微波吸收特性进行了研究。结果表明：在相同的碳管质量分数(1％)和吸波介质层厚度(2．0mm)等条件下，与纯碳纳米管相比，表面镀钴碳纳米管的吸收峰往高频方向移动，吸收强度略有增加，但吸收频带并没有宽化趋势。     

热载荷下热障涂层表-界面裂纹间的相互影响

针对高温热载荷条件下APS制热障涂层裂纹失效问题,基于涂层系统热弹、热弹塑性本构关系,考虑陶瓷层/氧化层/粘结层界面凹凸形貌,依据表、界面裂纹位置、性质不同,分别运用断裂力学和损伤力学理论建立裂纹演化模型,结合围线积分和内聚力单元法,分析了热载荷下表、界面裂纹断裂参量及开裂状态,研究了陶瓷层表面裂纹与粘结层/氧化层界面裂纹间的相互影响,揭示了热、力、化多场耦合下的裂纹失效机理。结果表明,表面裂纹大幅改变界面微区域的应力分布状态,靠近界面时能使界面裂纹扩展程度整体增加20%,且相邻凸峰处开裂非均匀性可达81%,表面裂纹断裂参量主要受多层结构热失配及缺陷主导,界面裂纹对其影响相对较小,分析结果与试验结果一致。      

钛合金SPF／DB工艺在飞机主承力框上的应用研究

钛合金ＳＰＦ／ＤＢ工艺作为先进制造技术，在航空航天工业中得到越来越多的应用。本文介绍了该工艺技术在飞机主承力框上应用的情况，以及与其相关的结构设计、构件制造构件力学性能研究等方面的情况。     

三种热喷涂工艺制备NiCr/Cr_3C_2-BaF_2·CaF_2涂层的结构与性能

采用大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂三种热喷涂技术制备了NiCr／Cr3C2-BaF2·CaF2涂层,分析比较了涂层的显微组织、物相组成、孔隙率、硬度、结合强度及其摩擦学性能。结果表明,与大气等离子喷涂相比,超音速火焰喷涂和爆炸喷涂技术制备的涂层具有更高的致密度、硬度和结合强度。采用包覆法制备的粉末进行喷涂,碳化物失碳明显减少,涂层中氧化物含量低。三种NiCr／Cr3C2-BaF2·CaF2热喷涂涂层的摩擦系数都随着温度的升高而减小,爆炸喷涂和超音速火焰喷涂涂层的摩擦系数比等离子喷涂涂层的摩擦系数更低,耐磨性得到提高。高温下BaF2·CaF2润滑膜的形成均可有效降低三种涂层的摩擦系数,从而降低涂层和对磨球Si3N4的磨损率。     

稀土Y对低膨胀高温合金显微组织和界面的影响

运用分析电子显微术、高分辨电子显微术、化学相分析和 X-射线衍射等方法分析研究了Fe-Ni-Co-Nb-Ti-Si低膨胀高温合金的相组成和相结构 ,以及稀土对合金的组织和性能的影响规律。结果显示 ,微量的稀土主要存在于合金的片状相中 ,并使其晶体结构发生变化。加入适量的稀土 Y后 ,合金片状相变得更加细密、均匀。和不含稀土的低膨胀高温合金相比 ,含 Y的低膨胀高温合金中片状相与基体的晶格错配由 0 .7%下降到 0 .0 7% ,表明界面应力明显下降     

Ti-51.8at%Ni形状记忆合金中Ti_3Ni_4相的析出过程

 用透射电镜系统地研究了Ti-51.8at％Ni形状记忆合金在300～600℃时效时Ti_3Ni_4相的析出过程。结果表明:Ti_3Ni_4相以均匀成核方式从过饱和基体中弥散析出。时效初期,Ti_3Ni_4相为细小颗粒状;随时效时间延长或时效温度升高,Ti_3Ni_4相逐渐长大为透镜片状,最终粗化为粗片状。Ti_3Ni_4相通常与基体保持良好的共格关系,其共格应变场衬度随Ti_3Ni_4相尺寸增大而变化,至Ti_3Ni_4相聚集粗化后,与基体的共格关系逐渐丧失,并在其周围基体中产生位错,位错的柏氏矢量为1/2(111)_(B2)或1/2(111)_(B2)。     

砷化镓异质外延薄膜的近红外光致发光研究

本文通过在硅衬底上用ＭＯＣＶＤ方法生长的砷化镓外延薄膜的变激发强度的近红外光致发光，研究了在液氮温度下峰值为１．１３与１．０４ｅＶ两个发光带的发光特性。     

TiN膜离子注入与沉积工艺研究

采用离子注入、沉积、动态混合注入沉积工艺,在硅基体上制备TiN膜层.用纳米划痕法检测成膜质量,用扫描电镜观察划痕形貌.对比分析结果表明,动态混合离子注入沉积工艺对提高膜层与基体的结合性能效果显著.     

Hf和Re含量对Co-Ti-V高温合金γ/γ′两相晶格错配度的影响

通过对不同含量Hf和Re的Co-Ti-V高温合金进行组织形貌观察和X射线衍射分析,研究不同含量Hf和Re合金中γ′相形貌与γ/γ′两相晶格错配度的关系。采用EDS分析合金中各元素的分配行为与γ/γ′两相晶格错配度的关系。通过对不同成分的合金进行1000℃高温压缩实验,研究Hf和Re含量对合金高温压缩性能的影响。结果表明:随着Hf含量的增加,γ′相的形貌由立方形转变为球形,γ/γ′两相的晶格错配度减小;随着Re含量的增加,γ′相的形貌由立方形变为长条状,且γ′相变得粗大,γ/γ′两相的晶格错配度减小;通过EDS分析,Co、Hf和Re元素在γ相中富集,而Ti和V元素在γ′相中富集;随着Re含量增加,合金的屈服强度和抗拉强度均增加;随着Hf含量的增加,合金的屈服强度和抗拉强度先减小后增大。     

纤维表面状态对C/C-SiC复合材料微观组织和相成分的影响

为了研究纤维表面状态对C/C-SiC复合材料微观组织和相成分的影响,将T300碳纤维在氮气氛围中进行不同温度的热处理后,采用液硅熔渗法制备了C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱(XPS)对纤维表面成分进行了分析。结果表明:未处理纤维表面具有较高的氧含量,随着热处理温度的升高,纤维表面氧含量逐渐降低,导致纤维表面含氧官能团数目减少。扫描电镜(SEM)观察发现:未处理纤维增强的C/C预制体,孔隙尺寸较大且孔隙率低;而经1 500℃热处理纤维增强的预制体,孔隙尺寸较小但孔隙率高。随后对C/C预制体进行液硅熔渗处理,并对熔渗反应过程分析发现:由未处理纤维增强的预制体,液硅熔渗反应主要受溶解-沉淀和界面限制的扩散反应过程控制,获得的C/C-SiC复合材料中SiC基体相分布规则且含量较低,同时含有较高的残留Si;而经1 500℃热处理纤维增强的预制体,熔渗反应则主要受溶解-沉淀过程控制,获得的C/C-SiC复合材料中SiC基体含量多且分布较均匀,残留Si含量较少。     

Lightweight (AlGaAs)GaAs/CuInSe2 tandem junction solarcells for space applications

Mechanically stacked tandem cells consisting of GaAs thin-film upper cells and CuInSe₂ thin-film lower cells have been developed to meet the increasing power needs projected for future spacecraft. The authors report the fabrication of the first highly efficient lightweight GaAs/CuInSe₂ tandem cell on a 2-mil thick substrate, update recent performance improvements in thin-film GaAs/CuInSe₂ tandem cells, and discuss their application to space power systems. The efficiency of 4-cm² cells has improved to 21.6% AM0, the highest ever reported for a thin-film photovoltaic cell. Lightweight 4-cm² tandem cells have been successfully fabricated with efficiencies as high as 20.8%. These cells weighed about 180 mg without optimized substrate trimming. Radiation and operating temperature effects on GaAs/CuInSe₂ tandem cells are also discussed, and an interconnect scheme to form a voltage-matched string is described     

Phase-field Modeling of the Influence of Elastic Field on the Nucleation and Microstructure Evolution in Precipitation

A phase-field method was employed to study the influence of elastic field on the nucleation and microstructure evolution. Two kinds of nucleation process were considered:one using fixed nucleation probability and the other calculated from the classical nucleation theory. In the latter case, the simulated results show that the anisotropic elastic strain field yields significant effects on the behavior of nucleation. With a large lattice misfit between the matrixes and the precipitates, the nucleation process does not appear fully random but displays some spatial correlation and has a preference for the elastic soft direction. However, with a small lattice misfit, this bias does not look quite clear. On the contrary, in the case of fixed nucleation probability, the elastic field has no influence on the nucleation proc- ess. The lattice mismatch also exerts influences on the microstructure morphology: with lattice mismatch becoming larger, the micro- structure proves to align along the elastic soft direction.     

“AP/HTPB/Al/催化剂”推进剂燃烧模拟计算方法

本文以我们在文献[1～4]中提出的“AP/HTPB/Al”推进剂燃烧模型为基础,首先讨论了催化剂作用部位与推进剂燃速、压力指数变化的关系,然后引入一个催化剂作用因子B.并以二茂铁系列催化剂为例,对模型中的几个与二茂铁催化剂作用部位相连系的反应动力学参数作“催化作用因子”校正,计算研究了四种二茂铁催化剂用量对燃速、压力指数的影响规律.计算结果与实验符合得很好,相对误差均小于±10%,证明本文提出的模拟计算方法具有较高的可靠性.     

焊接工艺方法对6061-T6铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过对6061铝合金MIG焊接头和TIG焊接头在对应的加载应力条件下疲劳寿命的测定,对比分析了两种工艺方法对铝合金焊接接头疲劳性能的影响。结果表明,在加载应力低于焊接接头静载力学性能的90%时,焊接接头的疲劳寿命均能满足需求背景的需要(100000次不破坏)。同样载荷条件下,MIG焊接头的疲劳性能优于TIG焊接头,尤其是在高应力条件下,MIG焊接头的优势更为明显。焊接接头显微组织分析表明,MIG焊接头比TIG焊接头具有更为细小的晶粒和焊接热影响区,有效地提高了接头的滑移形变抗力,抑制了循环滑移带的形成和开裂,从而提高接头的疲劳性能。疲劳断口分析显示,试件的表面缺陷(疏松、气孔、夹杂等)及机械损伤是疲劳裂纹主要的策源地。