薄膜涂覆过程中缺陷的形成及其防治措施的研究进展

薄膜缺陷会降低薄膜器件的使用性能,因此薄膜缺陷的产生机理和防治措施研究非常重要.综述了薄膜涂覆中缺陷的分类及其形成,分析了产生缺陷的影响因素,并对主要缺陷的防治方法作了总结.对防治方法进行机理分析,总结了去除非连续缺陷过程中的注意原则.结果表明,薄膜缺陷分为连续性缺陷和非连续性缺陷,连续性缺陷最重要的影响因素是表面溶液的蒸发和表面张力的变化,可以通过设计涂覆溶液和涂覆模具最大程度地避免.非连续性缺陷中最主要的缺陷是气泡和杂质,气泡可以通过去气和去泡两种方式去除,杂质可以过滤去除.研究表明薄膜涂敷中缺陷防治需要从试验和数值计算着手,结合理论研究探讨产生缺陷的内在机理.     

C6H12N4+Mg+KClO4+SrSO4系统的振荡控制和安全分析

从实验和数值分析两方面研究了C6Hl2N 4+Mg+KClO4+SrSO4反应系统的振荡燃烧现象,并对反应机理进行了深层次的分析.结果表明,振荡燃烧是由化学动力学的非线性反馈引起的,即:反应系统中镁的三相与氧气的相互竞争反应造成系统的非线性化学振荡燃烧.氧化剂和可燃剂的比值,以及频率调节剂等吸热物质可调节气相镁的生成速率,能有效地控制药剂的振荡频率.选取适当的控制参数,可以使反应按照预定的、安全的过程进行,避免爆燃的产生.本文的研究结果对化工、军事等领域的安全控制具有重要意义.     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型理论研究

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小范围氢化物沉淀条件下,给出了考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理场的耦合效应的数学模型.导出了应力态金属中氢固态溶解度解析表达式,可用于描述不同弹性性态及任意几何形状的氢化物,其中氢化物和金属相假设为具有完全各向异性的力学性态.研究表明,当接近氢化学平衡和临近应力强度因子阈值裂纹扩展时,静水应力平台在临近裂尖氢化物沉淀的区域产生.静水应力平台强烈依赖于远场氢浓度和温度,但几乎与金属材料的屈服强度和硬化特性无关.同一静水应力也在产生氢化物的裂尖后面出现.裂尖场附近的特性用于估计远场氢浓度阈值(而且发现低于此阈值时不会产生氢化物沉淀)和应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子接近零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,它可由氢化物沉淀区域的常静水应力体现.随着归一化应力强度因子值的增加,裂纹扩展裂尖场从阶段Ⅰ演化到阶段Ⅱ,氢化物沉淀区域的实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不充有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

蓄热式加热炉中温度场分析

以一套蓄热式加热炉为物理模型,数值分析了加热过程中燃气速度、助燃空气速度、助燃空气预热温度以及助燃空气中氧含量对加热炉中钢坯附近区域温度场分布的影响,得出了这些因素对加热炉中钢坯位置附近温度的影响情况与影响规律.研究结果将为蓄热式加热炉在我国的推广与设计提供技术参数和参考模型.     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型的应用

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小规模屈服、小规模氢化物沉淀条件下,应用有限元法研究氢化物诱致金属稳态裂纹扩展的信息.在考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理的耦合现象条件下,有限元结果和导出的分析表达式给出的结果都证实应力平稳平台的存在,且两种计算结果相当一致.分析关系式基于氢化学平衡并明确表明了温度、远端氢浓度和氢化物弹性性态效应.裂纹尖端场特性用于发展断裂准则和估计应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子趋于零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,表现为氢化物沉淀区出现常静水应力.随着归一化应力强度因子值增加,裂纹扩展裂尖场从阶段I演化到阶段II,氢化物沉淀区域实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不含有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.