晶粒生长

摘要： 本工作建立了外加应力作用下UO_(2)中空洞演化的相场模型.首先,使用摄动迭代法求解了弹性平衡方程,对外加应力下单个空洞周围的应力分布进行了计算,结果表明空洞边缘有应力集中现象,模拟得到的应力分布和解析解一致.然后,利用相场方法模拟了不同外加应力下单个空洞的演化过程,结果表明随着外加应力的增大,空洞的生长速度加快.最后,研究了外加应力对多晶体系中晶粒长大和空洞演化的影响,结果表明,不同晶粒内的应力大小不同,应力越小的晶粒越容易长大,尺寸越大的空洞的边缘应力也越大.晶间空洞与弯曲晶界存在相互作用,一方面晶界附近的空洞会生长成透镜状,另一方面空洞对晶界也有钉扎作用,能减缓晶界的迁移.此外,外加应力会加速多晶系统中空洞的生长,并且本文计算得到了外加应力与空洞半径的关系,发现外加应力越大,空洞的生长越快.

摘要： 采用耦合群体动力学方法与元胞自动机方法建立了细化处理条件下铝合金凝固微观组织演变的数值模型.该模型考虑了α-Al的非均匀形核过程、晶粒的初始球形长大以及之后的枝晶生长过程.利用建立的模型模拟了Al-5Ti-1B中间合金细化工业纯铝凝固组织演变过程.结果表明:形核初始阶段,熔体中存在充足数量的有效形核粒子,α-Al形核率随着熔体过冷度的增大逐渐增高;形核开始不久后,α-Al的异质形核过程由熔体中有效形核粒子数量控制,直到再辉发生,形核停止.模拟分析了中间合金添加量以及熔体冷却速度对工业纯铝凝固组织演变过程的影响,模拟结果与实验结果相符,验证了模型的准确性.

摘要： Al掺杂ZnO(AZO)具有电导率高、光学透射率高的优点,且原料来源丰富、制备成本低廉,被认为是最有应用潜力的透明导电薄膜.本文利用射频磁控溅射制备30 cm×30 cm尺寸大面积AZO薄膜,研究了气压恒定时,Ar流量对薄膜晶粒生长机制、电学和光学性能的影响.结果表明,AZO薄膜晶粒均表现出垂直基片方向的c轴择优取向生长,随Ar流量增大取向变弱;薄膜表面晶粒尺寸大小分布不均匀,随Ar流量增大,大晶粒数量增多,表面出现长度为100 nm、宽度为30 nm的棒状晶;随着Ar流量增大,载流子浓度由4.52×1020 cm-3略微增大至6.2×1020 cm-3,霍尔迁移率由4.79 cm2/(V·s)提升至10.46 cm2/(V·s),电阻率在Ar流量94 mL/min时达到最低值1.01×10-3Ω·cm.薄膜可见光平均透射率均大于78％,禁带宽度约3.8 eV.

摘要： 钙钛矿太阳能电池中传统空穴传输层Spiro-OMeTAD存在昂贵、易污染环境且制备困难等缺点,本工作采用氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)作为空穴传输层,研究了不同浓度GO溶液制备的衬底对器件光电性能的影响.首先,采用旋涂法制备了GO薄膜,通过对分散液浓度的控制获得了不同厚度的GO衬底.其次,制备了结构为ITO/GO/CH3 NH3 PbI3/PCBM/Ag的平面型器件,对不同GO衬底的器件的光电性能进行表征及对比分析.研究表明:GO衬底缺陷会抑制CH3 NH3 PbI3晶粒的择优取向生长,形成可诱导CH3 NH3 PbI3晶粒产生横向聚集的籽晶,从而改善钙钛矿薄膜的成膜性,并增大钙钛矿晶粒尺寸.由浓度为0.25 mg/mL的分散液制备的GO薄膜衬底上生长的钙钛矿晶粒尺寸最大为900 nm.此外,该浓度对应的GO衬底上制备的钙钛矿薄膜的光致发光相对强度峰值为2000,电荷转移效率相对最高,为52.8％.由该衬底制备的GO基钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最高可提升至8.69％.

摘要： 以A12O3和SiO2为原料,掺入不同含量的ZnO,采用高能球磨法与固相烧结法制得了莫来石多孔陶瓷,研究了ZnO含量及烧结温度对莫来石多孔陶瓷相组成、微观形貌、热膨胀性能、体积密度和气孔率的影响.研究结果表明,ZnO对莫来石的相形成和各向异性晶粒生长有着积极作用,ZnO含量为37.5 mol％时,试样中莫来石的成相温度为1300 °C,比未掺杂ZnO试样的莫来石形成温度降低了约100°C,且各向异性晶粒的尺寸也有所增大.随着ZnO含量从0 mol％增加到37.5 mol％,所制备的多孔陶瓷样品的线收缩率、体积密度均逐渐降低,而其孔隙率逐渐增大.当ZnO含量为37.5mol％、烧结温度为1500°C时,试样的线收缩率达最小值1.59％,体积密度达到最小值1.96 g/cm3,而孔隙率达到最大值45.54％.这种无需造孔剂的方法为莫来石多孔陶瓷的制备提供了一条新的途径.

摘要： 铝铬固溶体被广泛应用于耐火材料,其烧结致密化较难,添加一定量的烧结助剂有利于提高铝铬固溶体的致密程度,但对于致密化过程中的晶粒生长规律尚不清楚。在本工作中以纳米η-Al_(2)O_(3)和工业铬绿为原料,加入烧结助剂TiO_(2),并以PVA作为结合剂,经过冷等静压成型后在常压下1400~1700°C进行固相烧结制备摩尔比1∶1的烧结铝铬固溶体。利用Archimedes法、XRD、SEM、Nano measurer等手段分析了烧后试样的致密度、物相组成、显微结构和平均晶粒尺寸,在此基础上进一步计算研究了TiO_(2)的添加对铝铬固溶体的烧结动力学的影响。结果表明:在烧结过程中,Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)-2%TiO_(2)烧结体系的晶粒生长指数和晶粒生长活化能均随温度升高而减小;Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)体系晶粒生长主要受原子随机越过晶界和体积扩散两种机制控制,Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)-2%TiO_(2)体系晶粒生长主要受体积扩散控制;对比两种体系发现TiO_(2)的添加能使样品的晶粒生长指数和晶粒生长活化能下降,促进晶粒生长发育。

摘要： 以WC-10％Co硬质合金为研究对象,通过添加立方碳氮化物Ti(C,N)和(W,Ti)C,采用两步法烧结对硬质合金进行热处理,研究烧结温度对其梯度形成和晶粒生长的影响.结果 表明,超细WC粉末经过真空预烧结后,合金的表层和芯部都均匀分布着硬质相WC、粘结相Co和立方相,且出现少量异常长大的WC晶粒;经过1460°C梯度烧结热处理后,合金表面无立方相,梯度层的厚度可达55μm,WC晶粒平均尺寸约为1.23μm,尤其是异常长大的WC晶粒数量和尺寸都显著增加.

摘要： 研究了偏析提纯过程中晶粒的生长特性,分析了其成因及理论基础得到: (1)在熔炼金属的过程中,应尽量保持容器洁净并提高真空度,达到净化金属、控制形核能力的目的;(2)在偏析提纯所形成的近似稳定的二维热场下,晶粒的生长最后也稳定为二维方向生长;(3)合理地控制工艺参数,使柱状晶的粗化过程进一步发展,可得到单晶组织,且单晶组织有利于杂质元素的快速扩散,是获得高纯金属的重要途径.

摘要： 应用计算机仿真研究陶瓷材料烧结过程中微观组织结构演化,具有减少实验次数、降低成本、提高效率的优点,以达到控制与预测产品质量的目的.本文应用蒙特卡罗模拟方法,通过Matlab平台开发模拟程序,对Ti(C,N)基金属陶瓷在烧结过程中晶粒正常生长的过程开展模拟研究.然后,应用真空烧结实验制得的Ti(C,N)基金属陶瓷样品,应用扫描电子显微镜观察其背散射下的显微结构,将模拟结果与实验结果进行比较.结果 表明,应用蒙特卡罗法基于Matlab开发的程序能够正确模拟Ti(C,N)基金属陶瓷晶粒生长现象,随着模拟步长的增长,显微组织趋向于亚稳态后晶粒的生长速度开始趋缓慢;晶粒的整体数目随着模拟时间的增加不断减少,而平均晶粒尺寸明显增大,小晶粒变小或被吞噬,大晶粒不断长大,与实际晶粒长大的微观变化特征较为吻合.

摘要： 采用宏观数值模拟与微观EBSD试验相结合的方法研究了激光焊焊接1060铝合金焊缝晶粒的生长情况及其对接头力学性能的影响.结果 表明:晶粒尺寸随着热输入的降低而减小,焊缝中心逐渐产生致密的等轴晶,增强晶界强化作用,从而提升焊缝区塑性;在热输入降低过程中,熔池形状从椭圆状过渡为泪滴状,柱状晶生长形态受其影响由弯曲转变为竖直,柱状晶的生长方向与热流分布一致,垂直于熔化边界尾部,并且随着热输入降低与焊缝中心线夹角增大.柱状晶各向异性的特点使其与拉伸力趋近平行时抗拉强度更高;在较小热输入下焊缝晶粒会产生较为明显的立方织构,有助于提升焊缝区塑性;热输入由120 J/mm降至75 J/mm,接头拉伸强度逐步提升,而当热输入降至58 J/mm时焊接速度过快,会产生明显的气孔缺陷,使接头抗拉强度与75 J/mm时相比有所下降.

摘要： 采用两步法烧结制备的表面富粘结相梯度硬质合金主要以中等粒度的粉末为原料,WC晶粒粗大,降低了合金性能.采用超细WC粉末原料可以细化晶粒,从而提高梯度硬质合金的性能,但在烧结过程中WC很容易长大.因此本研究以超细粉末为原料,采用真空预烧结结合梯度烧结制备了表面具有富粘结相层的梯度硬质合金,并研究了梯度烧结温度对梯度形成和晶粒生长的影响,获得了梯度烧结温度与梯度层厚度和晶粒尺寸之间的关系.结果表明,超细WC粉末经过真空预烧结后合金中出现少量异常长大的WC晶粒,在梯度烧结过程中,随着梯度烧结温度的提高,梯度层厚度达到55μm,但是WC晶粒尺寸也增大较多,尤其是异常长大的WC晶粒数量和尺寸显著增加.

摘要： 采用相场模型可进行钛和不锈钢晶粒生长的模拟.富钛的钛-铁-氧三元合金工艺纯钛的建模仿真中,可见热平衡中由于β相晶粒的钉扎作用抑制了晶粒的生长.Nb合金SUS 301L奥氏体不锈钢晶粒生长模拟过程中,Nb(C,N)作为钉扎作用的参数来评估Nb(C,N)颗粒的平均尺寸.钛合金和不锈钢晶粒尺寸的模拟计算与试验结果一致.

摘要： 本文以球磨法制备ZrO2掺杂ZnO压敏瓷,通过扫描电镜对其显微组织进行了分析,探讨了ZrO2掺杂对ZnO压敏瓷电性能的影响并且研究了晶粒的生长。研究结果表明,随着保温时间的延长,致密度和非线性系数均呈现出先增加后减小的趋势;而对ZnO压敏瓷的漏电流和电位梯度的影响则呈现出先减小后增加的波浪型变化。ZrO2掺杂ZnO压敏瓷的晶粒尺寸要比基础配方ZnO压敏瓷的晶粒尺寸要小,可能是因为Zr原子半径与Zn原子半径接近,ZrO2固溶在氧化锌晶粒中,抑制了氧化锌晶粒尺寸的增长。由计算可得ZrO2掺杂氧化锌压敏瓷的晶粒生长动力指数(n=5.0)比基础配方氧化锌压敏瓷的晶粒生长动力指数(n=3.9)大。球磨基础配方的ZnO-Bi2O3系压敏瓷的晶粒生长激活能(Q)较大,Q=231±27kJ/mol.这可能是ZrO2协同尖晶石钉扎在ZnO压敏瓷的晶粒边界,通过颗粒阻滞机理使ZnO压敏瓷的晶粒生长速度降低,从而使ZnO压敏瓷的晶粒生长激活能增大。

摘要： 在同时考虑传热、流动和溶质扩散的基础上,利用Procast软件的3D-CAFE模块,对0.15MPa、2MPa和3MPa凝固压力下19Cr18Mn2Mo0.9N高氮不锈钢凝固微观组织进行模拟分析,建立了预测加压下19Cr18Mn2Mo0.9N高氮不锈钢凝固微观组织模型.该模型依据不同凝固压力下的测温实验调节界面传热系数,温度演变和组织模拟结果与实验基本一致.模拟结果表明,随着凝固压力的增大,钢锭柱状晶更加发达,晶粒生长更趋向于方向,表层细小等轴晶区比例先增加然后基本不变,CET转变区间缩短,中心等轴晶区比例缩小,且在200mm高度上中心等轴晶区从32mm减小至14mm.当凝固压力达到3MPa时,中心等轴晶区在部分位置几乎消失而出现穿晶结构.

摘要： 传统的烧结方法利用高温获得密实的陶瓷块体材料,但晶粒生长严重,导致性能劣化,且制备过程能耗高.近年来出现了许多有启发性的烧结新技术,但在要考虑生产时间的条件下,依然无法很好地解决密实化和晶粒生长之间的矛盾.针对这些问题,发展了基于塑性变形的快速致密化和基于SHS/QP的超快速致密化二种制备新技术,获得了密实度高且晶粒不长大的高性能陶瓷材料.为先进陶瓷的制备和应用提供了新的思路和方法.

摘要： SiC包覆层是高温气冷堆核燃料元件TRISO包覆颗粒最关键的一层.制备细晶SiC包覆层对阻挡裂变产物释放、提高SiC包覆层承压能力等具有重要意义.本文通过流化床-化学气相沉积方法,在1550°C条件下,在MTS裂解气体过程中引入脉冲丙烯气体,研究丙烯掺杂对SiC晶粒生长过程的影响.材料表征分析表明通过引入脉冲丙烯气体可以成功制备细晶SiC包覆层,实验研究给出了最佳的丙烯、氢气、氩气、MTS载带气配比,并结合晶体生长机理,给出了细晶制备的过程分析.

摘要： 利用光学显微镜(OM)、冷场发射扫描电镜(FESEM)和万能试验机等设备,结合Thermo-calc热力学软件计算,研究了Ti含量对含Nb汽车大梁钢奥氏体晶粒长大行为、析出相析出温度和力学性能的影响.研究发现,随着Ti含量的增大,奥氏体晶粒在高温下的生长速度减缓,1200°C保温30min后,Ti含量0.07％wt的钢与无Ti钢相比,晶粒尺寸减小显著,这归因于晶界附近小于100nm的碳氮化物粒子钉扎作用.添加Ti元素后,钢中析出相由单一的NbC转变为(Nb,Ti)C,析出温度也由原来的1120°C提高至1240°C.析出相初始析出温度的提高,对抑制晶粒在高温下的快速增长有利.Ti含量的添加能够提高钢的抗拉强度和常温冲击韧性,但对塑性和低温冲击韧性不利.

摘要： 利用反应磁控溅射的方法在Si衬底生长MgO晶粒,通过改变溅射过程中的温度以及溅射室内Ar与O2气体流量,来调整MgO薄膜的晶粒生长.随着Ar/O2中O2分量的提升,结晶取向择优(220)方向.而MgO晶粒的形成与溅射生长衬底温度有直接的关系,随着温度的提高,加速反应溅射表面的成核和生长,使得表面有较大的MgO晶粒生成.

摘要： 本文通过OM、SEM设备对不同预时效温度、预时效时间处理后的6016铝合金的组织进行了研究,研究发现:120°C～200°C预时效范围内,随着温度逐渐升高,晶粒得到一定的长大,晶界逐渐清晰;预时效温度较高时,随着时间的延长,晶粒长大比较明显;预时效时间足够长时,大量GP区充分形成,过渡相不断形核并长大,能观察到数量更多、大小不一的晶粒与析出相.

摘要： 本文通过OM、SEM设备对不同预时效温度、预时效时间处理后的6016铝合金的组织进行了研究,研究发现:120°C～200°C预时效范围内,随着温度逐渐升高,晶粒得到一定的长大,晶界逐渐清晰;预时效温度较高时,随着时间的延长,晶粒长大比较明显;预时效时间足够长时,大量GP区充分形成,过渡相不断形核并长大,能观察到数量更多、大小不一的晶粒与析出相.

摘要： 一种积体电路(100)包括：第一晶粒(105，110)；第二晶粒(115)，其中，该第一晶粒可配置于其上；多个晶粒间连线(205，205A，205B)，其耦接该第一晶粒至该第二晶粒；以及多个探针垫片(120，120A，120B，120C，120D，120E)，其中每个探针垫片系耦接(305，310，405，410)至至少一个晶粒间连线。该第一晶粒可被架构以建立将该第一探针垫片耦接至该第二探针垫片的内连线(315，415，420，515)。在一些实施例中，每个探针垫片系耦接微凸块(210)，并且内连线将微凸块彼此耦接。一些实施例利用了透过第二晶粒延伸的直通硅晶穿孔。也揭露了测试所描述的积体电路的方法。

摘要： 本发明涉及一种表面晶粒定向生长的氮化硅陶瓷及其制备方法，所述表面晶粒定向生长的氮化硅陶瓷包括：主相为β‑Si3N4的氮化硅陶瓷基体、以及原位定向生长于氮化硅陶瓷基体表面的由长棒状β‑Si3N4晶粒形成的膜层，所述长棒状β‑Si3N4晶粒的直径为200nm～2μm，长度为2～5μm。

摘要： 一种积体电路(100)包括：第一晶粒(105，110)；第二晶粒(115)，其中，该第一晶粒可配置于其上；多个晶粒间连线(205，205A，205B)，其耦接该第一晶粒至该第二晶粒；以及多个探针垫片(120，120A，120B，120C，120D，120E)，其中每个探针垫片系耦接(305，310，405，410)至至少一个晶粒间连线。该第一晶粒可被架构以建立将该第一探针垫片耦接至该第二探针垫片的内连线(315，415，420，515)。在一些实施例中，每个探针垫片系耦接微凸块(210)，并且内连线将微凸块彼此耦接。一些实施例利用了透过第二晶粒延伸的直通硅晶穿孔。也揭露了测试所描述的积体电路的方法。

摘要： 本发明公开了一种碳化硅晶体的破碎晶粒用于再生长碳化硅单晶的方法。该方法包括碳化硅晶体的破碎晶粒处理过程和再生长碳化硅单晶过程；利用晶锭破碎机、精细粉碎机、输送机、多粒径选择旋转筛完成不合格晶体和晶片的破碎筛选过程，获得粒径在所需范围内的碳化硅粉碎料，再利用粉粒进行碳化硅单晶的生长。该方法提高了在半导体生产过程中不合格品的资源价值和经济价值，力争物尽其用，做到了低碳环保和降本增效。同时，使用碳化硅晶锭破碎颗粒作为碳化硅单晶生长用粉料，粉粒自身纯度比由碳和硅合成的碳化硅粉粒纯度更高，并且由于碳化硅晶粒在生长过程前段的高温下几无升华，从而可以令生长室保持高真空的状态，能够生长出纯度更高的碳化硅单晶。

摘要： 本发明涉及一种激光增材制造过程中控制合金晶粒定向生长的方法。一种激光增材制造过程中控制合金晶粒定向生长的方法，包括：选取基材，先对所述基材表面进行激光重熔处理，然后在重熔的表面进行激光增材制造。本发明能使晶粒定向生长，降低杂晶产生概率，减少横向晶界对高温合金的恶劣影响，制备出的构件组织能够按照重熔层的原有晶粒取向外延生长，在低温单一应力以及高温环境下具有更好的力学性能。

摘要： 本发明公开了表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织及其制备方法，所述方法包括：(1)将容器预热，以便使所述容器的温度不低于500°C；(2)将680‑720°C的铝液注入所述容器中，降温，以便得到表面凝固的固体铝；(3)将所述表面凝固的固体铝移开，剩余铝液凝固，以便得到表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织。从该方法制备得到的表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织可以很直观地看到铝及铝合金相变时晶粒的生长过程，便于铝加工教学或培训时作为素材使用。

摘要： 实施方式涉及多晶金刚石复合体(“PDC”)和制造这种PDC的方法，所述多晶金刚石复合体包含基本上没有由于碳化钨晶粒的异常晶粒生长而形成的缺陷的多晶金刚石(“PCD”)台。在一个实施方式中，PDC包括含界面表面的经烧结碳化钨衬底和结合至所述经烧结碳化钨衬底的界面表面的PCD台，所述界面表面基本上不含呈现异常晶粒生长的碳化钨晶粒。所述PCD台包括限定多个间隙区域的多个结合的金刚石晶粒。所述间隙区域的至少一部分包括设置在其中的金属溶剂催化剂。所述PCD台可基本上不含铬或者所述PCD台和所述经烧结碳化钨衬底可各自包含铬。

摘要： 本发明公开了表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织及其制备方法，所述方法包括：(1)将容器预热，以便使所述容器的温度不低于500°C；(2)将680‑720°C的铝液注入所述容器中，降温，以便得到表面凝固的固体铝；(3)将所述表面凝固的固体铝移开，剩余铝液凝固，以便得到表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织。从该方法制备得到的表征铝液相变晶粒生长过程的晶粒组织可以很直观地看到铝及铝合金相变时晶粒的生长过程，便于铝加工教学或培训时作为素材使用。

摘要： 实施方式涉及多晶金刚石复合体(“PDC”)和制造这种PDC的方法，所述多晶金刚石复合体包含基本上没有由于碳化钨晶粒的异常晶粒生长而形成的缺陷的多晶金刚石(“PCD”)台。在一个实施方式中，PDC包括含界面表面的经烧结碳化钨衬底和结合至所述经烧结碳化钨衬底的界面表面的PCD台，所述界面表面基本上不含呈现异常晶粒生长的碳化钨晶粒。所述PCD台包括限定多个间隙区域的多个结合的金刚石晶粒。所述间隙区域的至少一部分包括设置在其中的金属溶剂催化剂。所述PCD台可基本上不含铬或者所述PCD台和所述经烧结碳化钨衬底可各自包含铬。

摘要： 一种晶粒生长诱导无压烧结超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷致密化的方法，它涉及一种金属陶瓷致密化的方法。本发明的目的是解决无压烧结制备超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷致密化困难和借助气压烧结增加制造成本的问题。方法：一、按重量份数称取50份～60份Ti(C,N)、10份～30份WC、5份～10份TaC、1份～5份VC、10份～20份金属黏结相、0.5份～3份炭黑和1份～4份聚乙烯醇；二、球磨混合；三、干燥制粒；四、模压成型；五、烧结。本发明制备的致密化的超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷的致密度为96.67％～99％。本发明可获得一种超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷。