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用熱電性能測試儀測試硅碳棒室溫下的導電特性

2021-10-18 18:21:27     點擊:

    利用自制的硅碳棒加熱單晶生長爐,采用改進的增渦下降法,在最高溫度900 ℃ ,堵渦相對下降速度約為1.7cm/h條件下,生長出直徑約為護0~的純鎂單晶。通過X射線衍射、金相觀察和測量電導率等手段研究分析了所生長鎂單晶的晶體質量。

    鎂及其合金是迄今在工業中應用的最輕的金屬結構材料,具有重量輕、密度小、強度高、剛性好、壓鑄性能好、降低噪音、電屏蔽性和減震性好、可循環利用等等優點,被材料專家譽為本世紀最具有開發和應用潛力的綠色工程材料。近幾年鎂及其合金開始替代鋁材和鋼材,被廣泛應用于飛船、飛機、導彈、汽車、計算機、通信產品、消費類電子產品的制造等領域。隨著鎂應用越來越廣泛,鎂單晶的制備等基礎研究也越發重要。

    然而,相比于其他金屬單晶,因為鎂易氧化等原因,鎂單晶很難成功生長,國內純鎂單晶報道也較少。本文利用自制的硅碳棒加熱單晶生長爐,采用改進型的柑鍋下降法,對純鎂單晶的制備進行了初步的探索,并且成功制備出了大尺寸鎂單晶。通過XRD分析研究晶體結晶完整性,采用化學腐蝕和金相顯微技術討論晶體結構和缺陷.用熱電性能測試儀測試硅碳棒室溫下的導電特性。

    以高純鎂(99.99% )顆粒為原料,表面氧化層用稀鹽酸清理,接著用去離子水和無水乙醇處理,干燥后裝人石墨柑禍內。抽真空至10一Pa,整個生長過程中一直保持真空狀態。利用自制的晶體生長設備,采用改進型的柑竭下降法(即堵禍不動,加熱爐上升,從而保證晶體生長過程的穩定性)進行晶體生長。純鎂熔點為648. 9℃,利用硅碳棒升溫至900℃,保溫10 h使其充分熔化,而后加熱爐開始向上拉升,上升速率約為1. 7 cm/h,制得表面光滑,尺寸為護0 mm x 80 mm的晶體,如圖1所示。

    用YX-2型X射線單晶定向儀對生長出的晶體進行初步定向,然后利用電火花線切割配合三維旋轉定向設備,在生長晶體的頭、尾部分別切割出兩個法線方向為<110>,厚3 mm的片狀試樣。對樣品先進行機械拋光,選擇金剛石拋光劑,拋光后超聲清洗表面。選用3%硝酸酒精溶液做為腐蝕劑,對樣品進行腐蝕。

    對腐蝕過的樣品用X'Pert Pro MPD多功能X射線衍射儀分析晶體結構完整性,用金相顯微鏡觀察晶體顯微結構。

    用電火花線切割機在晶體上切下一個長20 mm、寬2. 94~、厚0. 9 mm的薄片,在室溫下用ZEM-3型熱電性能測試儀測試鎂單晶電導率。www.btytrade.com


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