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计算机编程控制CVD金刚石膜生长系统的研制与应用

方容川 , 常超 , 廖源 , 叶祉渊 , 薛剑耿 , 王冠中 , 马玉蓉 , 尚乃贵 , 牛晓滨 , 王代冕 , 吴气虹 , 揭建胜

材料导报

关键词:

HFCVD金刚石膜过程的气氛模拟与分析

戚学贵 , 陈则韶 , 常超 , 王冠中 , 廖源

无机材料学报

对热丝法化学气相沉积金刚石膜过程的气氛进行了模拟与分析.使用GRI-Mech3.0甲烷燃烧过程C/H/O/N四元体系热化学反应机理和动力学数据,模拟并分析了HFCVD金刚石膜的C/H气相化学反应,通过对反应流的简单模拟得到了衬底位置气相组成,结果与前人实验数据吻合.探讨了灯丝温度、碳源浓度和碳源种类等因素变化对衬底位置气相组成的影响.结果表明甲基是金刚石膜生长最主要的前驱基团,其作用远高于乙炔,而超平衡态原子氢的存在对金刚石膜的质量至关重要.

关键词: 热丝法化学气相沉积 , diamond films , gas chemistry , growth precursor

HFCVD金刚石膜过程的气氛模拟与分析

戚学贵 , 常超 , 陈则韶 , 王冠中 , 廖源

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.01.032

对热丝法化学气相沉积金刚石膜过程的气氛进行了模拟与分析.使用GRI-Mech3.0甲烷燃烧过程C/H/O/N四元体系热化学反应机理和动力学数据,模拟并分析了HFCVD金刚石膜的C/H气相化学反应,通过对反应流的简单模拟得到了衬底位置气相组成,结果与前人实验数据吻合.探讨了灯丝温度、碳源浓度和碳源种类等因素变化对衬底位置气相组成的影响.结果表明甲基是金刚石膜生长最主要的前驱基团,其作用远高于乙炔,而超平衡态原子氢的存在对金刚石膜的质量至关重要.

关键词: 热丝法化学气相沉积 , 金刚石膜 , 气相化学 , 前驱基团

热丝CVD生长SiCN薄膜的研究

牛晓滨 , 廖源 , 常超 , 余庆选 , 方容川

无机材料学报

在HFCVD系统中采用SiH₄/CH₄/H₂/N₂混合气体成功的制备了SiCN薄膜.SEM照片显示制备的SiCN薄膜由棒状结构构成,而在HRTEM下发现这些棒状结构是由生长在无定型SiCN基体当中的纳米晶粒组成的.进一步的SAED和XRD分析说明SiCN纳米晶粒具有类似于α-Si₃N₄的结构.XPS和FTIR分析表明薄膜中含有Si、C、N和O几种元素以及C=N、Si-N和C-N等共价键,但是并没有观察到C-Si的存在.由实验得出结论,SiCN晶体的生长包括两个步骤:α-Si₃N₄团簇的生长和C取代其中Si的过程.

关键词: HFCVD , SiCN films , α-Si₃N₄

氮气氛下金刚石薄膜生长过程中的光发射谱研究

李灿华 , 廖源 , 常超 , 王冠中 , 马玉蓉 , 方容川

无机材料学报

利用原位光发射谱对衬底附近的化学气相性质进行了研究．研究表明，氮气的引入使得金刚石生长的气相化学和表面化学性质发生了很大变化．含氮基团的萃取作用提高了金刚石表面氢原子的脱附速率，从而提高了金刚石膜的生长速率．而含氮基团的选择吸附使金刚石（１００）取向变得化学糙化，这种化学糙化使得（１００）晶面生长速率远大于其它晶面，最终使金刚石薄膜呈现（１００）织构．还利用化学气相沉积方法研究了氮气浓度对金刚石生长的影响，结果与光发射谱分析是一致的．

关键词: 热丝CVD , optical emission spectra , nitrogenous radicals , diamond growth

氮气氛下金刚石薄膜生长过程中的光发射谱研究

李灿华 , 廖源 , 常超 , 王冠中 , 马玉蓉 , 方容川

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.01.013

利用原位光发射谱对衬底附近的化学气相性质进行了研究. 研究表明，氮气的引入使得金刚石生长的气相化学和表面化学性质发生了很大变化. 含氮基团的萃取作用提高了金刚石表面氢原子的脱附速率，从而提高了金刚石膜的生长速率. 而含氮基团的选择吸附使金刚石(100)取向变得化学糙化，这种化学糙化使得(100)晶面生长速率远大于其它晶面，最终使金刚石薄膜呈现(100)织构. 还利用化学气相沉积方法研究了氮气浓度对金刚石生长的影响，结果与光发射谱分析是一致的.

关键词: 热丝CVD , 光发射谱 , 含氮基团 , 金刚石生长

热丝CVD生长SiCN薄膜的研究

牛晓滨 , 廖源 , 常超 , 余庆选 , 方容川

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.02.023

在HFCVD系统中采用SiH4/CH4/H2/N2混合气体成功的制备了SiCN薄膜.SEM照片显示制备的SiCN薄膜由棒状结构构成,而在HRTEM下发现这些棒状结构是由生长在无定型SiCN基体当中的纳米晶粒组成的.进一步的SAED和XRD分析说明SiCN纳米晶粒具有类似于α-Si3N4的结构.XPS和FTIR分析表明薄膜中含有Si、C、N和O几种元素以及C=N、Si-N和C-N等共价键,但是并没有观察到C-Si的存在.由实验得出结论,SiCN晶体的生长包括两个步骤:α-Si3N4团簇的生长和C取代其中Si的过程.

关键词: HFCVD , SiCN薄膜 , α-Si3N4

常温常压下文石球形超结构的仿生合成

申巧敏 , 黄增琼 , 张刚生

材料科学与工程学报

本文利用生物矿化原理,首次在常温常压下以竹蛏韧带纤维状蛋白质层为基底,采用气体扩散法,通过氯化钙溶液和二氧化碳反应制备了纳米文石晶体且具有捆状和球状超结构。并通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射对产物的晶型、形貌及物相进行了详细表征,并初步探讨了文石晶体形成及生长机理。结果表明,采用该反应体系可以在较大的条件范围内合成出纯文石。文石晶体生长为分裂式生长,其形成机理为竹蛏韧带纤维状蛋白质中天冬氨酸的β-羧基所带负电荷之间的距离与文石晶格中Ca2＋之间的距离匹配。本文不但对深入探讨碳酸钙的生物矿化机理具有重要意义,同时提供了一种简单高效节能的合成球状纯文石材料的新方法。

关键词: 仿生合成 , 纤维状蛋白质 , 球状文石 , 分裂式生长

乳酸常压聚合研究

张娜 , 赵崇峰 , 封瑞江 , 王强

合成材料老化与应用 doi:10.3969/j.issn.1671-5381.2006.01.007

以乳酸为原料,常压下运用溶液直接缩聚法合成了具有一定粘均分子量的聚乳酸.实验过程中考察了不同带水剂、催化剂对聚乳酸分子量的影响以及反应时间与分子量的变化关系.结果表明,本实验条件下合成聚乳酸的最佳工艺条件为:选择氯化亚锡为催化剂,用量0.5wt%,在聚合温度120℃、常压下反应20h.在此条件下,可获得较高分子量的聚乳酸.这也为探究如何生成分子量较高的聚乳酸提供一定的参考依据.

关键词: 聚乳酸 , 乳酸 , 直接缩聚 , 合成

常压干燥法制备炭气凝胶

郭艳芝 , 沈军 , 王珏

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.03.012

炭气凝胶是一种具有交联状结构的新型纳米多孔材料，它是用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制成的有机气凝胶（RF）经炭化得到的。它具有比表面积大和电导率高等特性，可用作超级电容器和可充电电池理想的电极材料。通过优化传统制备炭气凝胶的工艺，成功地在常压条件下制备出了高RC比（间苯二酚与催化剂的摩尔比）的RF气凝胶和炭气凝胶。用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试与孔径分布（BET）等方法对其微结构进行了研究。结果表明，常压干燥法制备的炭气凝胶也具有纳米网络结构和大比表面积。用常压干燥代替了超临界干燥，大大降低了制备成本，扩展了其应用前景。

关键词: RF气凝胶 , 炭气凝胶 , 溶剂替换 , 常压干燥