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反应合成与大塑性变形制备AgMeO电接触材料的组织形貌特征

周晓龙 , 曹建春 , 陈敬超 , 张昆华 , 于杰 , 杜焰 , 耿永红 , 孙加林 , 吴大平

采用反应合成制备技术与大塑性变形加工技术,研究了银氧化锡(AgSnO2)、银氧化铜(AgCuO)、银氧化钇(AgY2O3)3种电接触复合材料的组织均匀化.结果表明,在相同工艺条件下,通过反应合成技术所制备的3种电接触复合材料具有不同的显微组织形貌.产生这种现象的原因主要是合金体系中元素性质不同,使得反应合成制备中元素的扩散机制不同所造成的,通过大塑性变形加工,能够对不同显微组织形貌复合材料的显微组织进行均匀化处理,只是对于不同的材料体系,对大塑性变形强度有不同的要求.

关键词: AgSnO2 , AgCuO , AgY2O3 , 反应合成 , 显微组织均匀化

磁控溅射Cu/Mo纳米多层膜的结构与性能

郭中正 , 孙勇 , 段永华 , 彭明军 , 吴大平 , 刘国涛

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.01.016

用磁控溅射法在单晶硅和聚酰亚胺衬底上制备了恒定调制比(η=1)、调制周期λ=10～ 100 nm的Cu/Mo纳米多层膜,运用XRD,HRTEM,EDX,AFM,单轴拉伸系统、显微硬度仪和电阻仪对多层膜的微观结构、表面形貌和力学及电学性能进行了研究.结果表明,Cu/Mo多层膜中的Cu层和Mo层分别具有Cu( 111)和Mo(110)择优取向,Cu层呈柱状纳米晶、Mo层为极细纳米晶结构,Cu/Mo层间界面处存在一定厚度的扩散混合层.Cu/Mo多层膜的结构和性能受到调制周期和Cu层厚度的显著影响.在调制比η=1的条件下,随着调制周期的增加,软相Cu层厚度增大,Cu/Mo多层膜总体的屈服强度和显微硬度明显下降,裂纹萌生临界应变εc和电导率则显著上升.主要原因在于,随Cu层厚度的增加,Cu晶粒尺寸增大,Cu层内晶界密度降低,使Cu层的位错运动阻力减小、塑性变形能力增强,Cu层内电子散射效应减弱.同时当Cu/Mo多层膜总厚度恒定时,多层膜中Cu层和Mo层的层间界面数量亦随Cu层厚度的增加而减少,减弱了层间界面的电子散射效应,从而使多层膜电导率得以提高.

关键词: Cu/Mo纳米多层膜 , 调制周期 , 屈服强度 , 显微硬度 , 电导率

纳米阵列和纳米晶薄膜锡电极性质的电化学研究

王宇 , 刘浪 , 吴大平 , 郭玉忠 , 王剑华

稀有金属材料与工程

采用氧化铝为模板的电化学沉积方法制备锡纳米阵列电极,用扫描电镜和X射线衍射仪表征电极微观形貌结构,并采用循环伏安和交流阻抗研究电极嵌锂过程,同时研究纳米晶锡薄膜电极和轧制锡箔电极.结果表明:纳米阵列电极与锡薄膜、锡箔电极具有不同交流阻抗谱特征,锡纳米阵列电极在中频区出现双电层阻抗,与其电解液/电极接触面积较大有关；不同微观结构形态下锡电极的电化学反应表面阻抗相差大于一个数量级,锡纳米阵列的表面膜电阻为19.8～14.6 Ω·cm2；锡纳米阵列电极上的锂离子扩散速率最大,0.2V嵌锂电位下扩散系数为10-10 cm2·s-1；采用纳米阵列结构使电极具有很高电的化学活性.

关键词: 锡 , 纳米阵列 , 锂离子电池 , 循环伏安 , 交流阻抗

溅射沉积Cu/W纳米多层膜结构与性能

郭中正 , 孙勇 , 段永华 , 彭明军 , 吴大平 , 朱雪婷

稀有金属材料与工程

以单晶硅和聚酰亚胺为衬底,用磁控溅射沉积调制周期λ=25～150 nm、调制比η=0.5～2的Cu/W纳米多层膜,用XRD、SEM、EDS、AFM、微力测试系统、纳米压痕仪和四探针法对多层膜微观结构、表面形貌和力学及电学性能进行研究.结果表明:λ和η显著影响多层膜结构和性能.多层膜Cu层和W层均为纳米晶结构,分别呈Cu(111)和W(110)择优取向.W(110)晶面间距减小且减幅与1/λ或η值呈正相关,Cu/W层间界面处存在扩散混合层.表面Cu层晶粒尺寸随Cu层厚增加而增大.裂纹萌生临界应变ε.总体上随λ增大或η减小而下降,屈服强度σ0.2、显微硬度H和电阻率p总体上均与λ或η呈负相关.因Cu层和W层厚度随λ或η的变化而改变,相应地改变了Cu层晶粒度及其晶界密度、W层体积分数和Cu/W层间界面数量,使位错运动能力及电子散射效应变化,最终改变Cu/W纳米多层膜性能.

关键词: Cu/W纳米多层膜 , 调制周期 , 调制比 , 屈服强度 , 电阻率