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外延生长碳化硅-石墨烯薄膜的制备及表征研究

张学敏 , 张立国 , 钮应喜 , 鞠涛 , 李哲 , 范亚明 , 杨霏 , 张泽洪 , 张宝顺

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.04.028

石墨烯作为一种碳原子所组成的二维蜂窝状结构晶体，具有诸多优异的特性，从而倍受全世界科学工作者的关注。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯是实现石墨烯在微电子领域中应用的最有效途径之一。利用感应加热的高温 CVD 设备，先在4H-SiC 衬底上外延生长一层2~10μm 厚的碳化硅，然后直接再在外延碳化硅上原位外延生长石墨烯。实现外延碳化硅-石墨烯的连续生长，从而减少氢气刻蚀带来的晶格缺陷和表面硅富集严重削减现象，并使低成本制备碳化硅上的石墨烯成为可能。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜及 X 射线光电子能谱等表征，验证了该方法生长的石墨烯具有较好的晶体质量。

关键词: 石墨烯 , 碳化硅 , 外延生长 , 晶体质量

Ti14合金触变可锻性研究

陈永楠 , 张学敏 , 魏建锋 , 赵永庆

稀有金属材料与工程

通过模拟镦锻压缩和模锻实验研究Ti14合金半固态下的触变锻造特性,分析了锻造过程中的组织演变过程,测定了锻件的力学性能,并综合讨论了该合金半固态下的触变可锻性.结果表明:Ti14合金在半固态较常规固相下具有较小的镦锻变形抗力;其中,1000到1100℃之间触变镦锻变形量可达70％～85％.半固态模锻结果表明:1000和1050℃下,合金在变形量为45％～75％时表现出良好的可锻性,锻件表面无明显缺陷.分析认为:由于液相的协调变形机制,半固态下触变模锻较常规模锻,减少了晶界处的应力集中,有效降低了合金的变形抗力;同时,触变锻造可以有效细化晶粒,提高力学性能,改善合金的成形性.

关键词: 半固态 , 钛合金 , 触变锻造 , 微观组织 , 力学性能

新型防腐树脂的研制

邱碧涛 , 张学敏

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2005.02.009

以环氧树脂与甲基丙烯酸为原料反应而制得的自由基引发热固性树脂,贮存稳定,具备优良的防腐性能.本文介绍了该涂料的合成工艺和性能指标,讨论了各成份对树脂体系的作用与影响.

关键词: 防腐 , 涂料 , 环氧

Ti40阻燃合金粗晶超塑性变形行为及机理

张学敏 , 赵永庆 , 曾卫东 , 蔺伟

稀有金属材料与工程

借助OM、TEM研究了高温条件下Ti40阻燃合金的粗晶超塑性变形行为及机理.结果表明:在920℃下,应变速率为5×10~(-5)～1×10~(-2)5s~(-1)的Ti40合金表现出良好的超塑性行为,拉伸延伸率均超过250%,应变速率敏感指数m大于0.3.超塑变形后,粗大的等轴组织细化.TEM分析表明,在变形过程中,位错运动形成亚晶界,亚晶界通过吸收滑移位错形成小角度晶界甚至大角度晶界.Ti40合金的粗晶超塑性是由动态回复和再结晶共同作用的结果.

关键词: Ti40阻燃合金 , 粗晶 , 超塑性 , 动态再结晶

Ti14合金半固态压缩中的应力松弛现象和变形机制的研究

陈永楠 , 魏建锋 , 赵永庆 , 张学敏 , 马雪丹

稀有金属材料与工程

利用Gleeble 1500热/力模拟机对Ti14合金进行了半固态压缩变形试验,研究了该合金在应变速率为5×10-2 s-1和5×10-1 s-1,变形温度为1273～1423 K条件下的流变应力变化规律,分析了该合金半固态下应力松弛发生的条件和原因,并讨论了温度、应变速率和变形机制之间的耦合关系.结果表明:温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,宏观应力松弛发生在固相含量区间为0.95～0.98,主要是因为液相的增加减少了晶粒间的“固相桥”作用.由于液相在变形中的渗漏,Ti14合金在1273～1423 K半固态变形的应变速率试验值远远小于Iwasaki润滑流动机制(固液混合变形机制)所需的理论值,说明在所测试的半固态区间内合金仍以固相粒子变形为主,固液混合变形为协调机制.

关键词: 半固态 , 钛合金 , 压缩变形 , 应力松弛 , 变形机制

离子种类对金属掺杂纳米管TiO2光催化活性的影响?

袁蓉芳 , 周北海 , 张学敏 , 关欢欢

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.05.022

使用市售 Degussa P-25 TiO2粉末，采用水热合成法制备了1．0％(原子分数)Ag＋、Cu2＋、Fe3＋、Mn2＋和V5＋掺杂纳米管 TiO2催化剂.结果表明，随着煅烧温度增高，样品的比表面积逐渐降低，锐钛矿含量先增后减，禁带宽度逐渐变窄，变化范围与掺杂金属的种类有关.掺杂金属后，纳米管 TiO2催化剂的比表面积略有降低，锐钛矿含量略有增大，禁带宽度变窄.向纳米管 TiO2中掺杂 Ag＋、Cu2＋、Fe3＋和 V5＋，催化剂的光催化活性提高，而掺杂 Mn2＋，光催化活性略有降低.550℃煅烧1．0％ Fe3＋掺杂纳米管TiO2具有最好的催化效果，其254 nm光催化臭氧氧化对腐植酸的去除率为77．4％.

关键词: 纳米管 TiO2 , 金属掺杂 , 光催化臭氧氧化 , 腐植酸

基于加工图的Ti-40阻燃钛合金热变形机理研究

曾卫东 , 周义刚 , 舒滢 , 赵永庆 , 杨锦 , 张学敏

稀有金属材料与工程

采用热模拟压缩试验研究了Ti-40阻燃钛合金在温度900℃～1100℃、应变速率0.01 s-1～10 s-1范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力-应变曲线具有应力峰和流变软化特征,在高温、高应变速率下,出现不连续屈服现象.根据动态材料模型(DMM)建立的Ti-40合金加工图大致可以分为5个区域:(1)在温度900℃～950℃,应变速率大于1 s-1时,易发生45°角剪切开裂,出现明显的剪切变形带,功率耗散率达最小值.(2)在温度1000℃～1100℃、应变速率大于1 s-1时,易出现"豆腐渣"式和纵向开裂,大变形时出现局部塑性流动.这2个区域为流动失稳区,在制定热加工工艺时应尽量避免.(3)在高温(≥1050℃)、低应变速率区(≤0.1 s-1),功率耗散率为46%～76%,达到最大值,呈现连续再结晶的特征.(4)在900℃～950℃、应变速率0.01 s-1～0.1 s-1区域内主要发生动态回复,功率耗散率为22%～32%.(5)在温度950℃～1050℃、应变速率0.1 s-1～1 s-1范围为再结晶区域,功率耗散率为36%～50%.结果表明,加工图是控制材料组织演变和优化工艺的一种有效手段.

关键词: Ti-40合金 , 加工图 , 变形机理 , 开裂 , 剪切变形带 , 再结晶

置氢处理对Ti40合金显微组织及相变的影响

张学敏 , 赵永庆 , 曾卫东 , 陈永楠 , 张凤英 , 田晓东

稀有金属材料与工程

利用XRD、OM和TEM研究了β型阻燃合金Ti40置氢处理后的显微组织变化及相变过程.结果表明:随着氢含量的增加,Ti40合金中的基体β相逐渐减少,而晶体结构相同但元素组成不同的类β相逐渐增加.当氢含量达到0.3％(质量分数,下同)以上时,晶界处析出细小的η相粒子.η相为面心立方结构,晶格常数a＝0.4377 nm,成分可表示为:Ti∶V∶Cr ＝ 38.10∶ 35.16∶26.66.Ti40合金的氢化过程及相变可表示为:低氢时(≤0.2％):β→βH；高氢时(＞0.3％):β→βH+modifiedβ+η

关键词: Ti40合金 , 置氢处理 , 类β相 , η相

镁合金化学镀及其添加剂研究

赵海鹏 , 张学敏

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2004.05.014

针对镁合金化学镀中常存问题,根据经验精选了镁合金化学镀的前处理工艺和镀镍液配方,根据该工艺得到的镀层试验检测表明具有耐腐蚀性强、硬度高、结构致密、光泽性好且有一定延展性;同时通过实验比较了四种添加剂对镁合金化学镀镀速及镀液稳定性的影响,得出了钇和铕对镀液的稳定性影响较大,氟化铵和碳酸钠对镀速的影响较为显著,尤其是添加的Y3+浓度为0.02g/L时,镀液的稳定性提高最多,而碳酸钠在19g/L左右时加速作用最为明显.并分析了它们的影响机理.

关键词: 镁合金 , 化学镀 , 添加剂 , 稳定性 , 沉积速度