当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

化学输运法制备钨单晶涂层的微观组织分析

发布时间:2018-02-16 23:32

  本文关键词: 化学输运法 钨单晶涂层 位错密度 异常生长 出处:《北京理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:热离子能量转换器发射极材料需要长时间工作于1500°C以上的高温环境,采用W-WClx-Cl体系的化学输运法能够制备满足热离子能量转换器使用要求的钨单晶涂层。根据目前所掌握的文献资料,尽管国内外学者对于化学输运法制备钨单晶涂层进行了多方面的研究,但对其微观组织研究甚少。本文采用化学输运法在不同基体温度下制备钨单晶涂层,通过对涂层的宏观生长形貌进行研究,分析了其生长机制;通过采用蚀坑技术、常规高分辨X射线衍射技术和同步辐射高能X射线衍射技术对钨单晶涂层的微观生长习性进行深入探讨,定性、定量的分析了晶体中的位错;通过采用扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术对钨单晶涂层的表面异常生长形貌进行分析,明确了其产生原因。主要研究成果如下:1.化学输运法制备的钨单晶涂层宏观上为明显的六面体或十二面体形态,且具有交替排列的{110}和{112}表面。其生长习性的差异主要是由钨原子在两表面的迁移能力不同导致的。2.当沉积体系压力为15.77Pa,基体温度处于1300°C~1400°C时,采用化学输运法制备的钨单晶涂层:根据蚀坑技术得到的位错密度在106量级,{110}表面的位错密度均小于{112}表面的位错密度,位错密度均随着基体温度的升高而呈降低的趋势。3.采用化学输运法制备的钨单晶涂层表面可能会出现以下异常生长的形貌:(1)钨单晶涂层表面存在单一生长丘、生长丘群和顶部具有针刺状结构的带状生长丘。不同形貌的生长丘产生的原因是基体表面排列不同、能量有差异的位错。(2)钨单晶涂层生长丘表面存在大小不一、形状各异的不规则突起。其产生的原因在于沉积结束后降温过早,沉积室内残余气相物质在涂层表面重新吸附,成为非均匀形核中心,钨原子于其上异常形核和长大。(3)钨单晶涂层的表面存在簇状结构,该簇状结构的截面及表面存在大量的晶界。其产生的原因可能是由于基体表面处理时残留的杂质或测量基体尺寸时遗留下的划痕所导致的。
[Abstract]:The emitter material of thermionic energy converter needs a high temperature environment above 1500 掳C for a long time. Tungsten single crystal coatings can be prepared by chemical transport of W-WClx-Cl system to meet the requirements of thermionic energy converters. Although many researches have been done on the preparation of tungsten single crystal coating by chemical transport method, the microstructure of tungsten single crystal coating has been studied very little. In this paper, tungsten single crystal coating was prepared by chemical transport method at different substrate temperatures. The growth mechanism of the coating was analyzed by studying the macroscopic growth morphology of the coating. Conventional high-resolution X-ray diffraction technique and synchrotron radiation high-energy X-ray diffraction technique were used to study the microcosmic growth habit of tungsten single crystal coating. The dislocation in the crystal was analyzed qualitatively and quantitatively. The abnormal growth morphology of tungsten single crystal coating was analyzed by scanning electron microscope (SEM) and electron backscattering diffraction (EBSD). The main research results are as follows: 1. The tungsten single crystal coating prepared by chemical transport method has obvious hexahedron or 12 hedron morphology. The difference in growth habits of {110} and {112} surfaces is mainly caused by the different mobility of tungsten atoms on the two surfaces. When the deposition pressure is 15.77 Paand the substrate temperature is 1300 掳C ~ (1400 掳C), Tungsten single crystal coating prepared by chemical transport method: the dislocation density of {110} surface is lower than that of {112} surface, and the dislocation density of {110} surface is less than that of {112} surface. Dislocation density decreased with the increase of substrate temperature. 3. The surface of tungsten single crystal coating prepared by chemical transport method may have the following abnormal growth morphology: 1) there is a single growth mound on the surface of tungsten single crystal coating. The growth mounds with different morphologies are due to the different surface arrangement of the substrate and the dislocations with different energy. 2) the surface size of the monocrystalline tungsten coated monocrystalline monocrystalline monocrystalline coated mounds is not the same as that of the monocrystalline monocrystalline monocrystalline coatings. Irregular protuberances of various shapes. The reason is that the temperature is too early after the deposition, and the residual vapor material in the deposition room readsorbs on the surface of the coating and becomes the center of heterogeneous nucleation. There are cluster structures on the surface of tungsten monocrystalline coating with abnormal nucleation of tungsten atom and growth of tungsten single crystal coating. There are a large number of grain boundaries on the cross section and surface of the cluster structure, which may be due to the residual impurities in the surface treatment of the substrate or the scratches left over when measuring the size of the matrix.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB306

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨文彬;张立同;成来飞;华云峰;张钧;;金属有机物化学气相沉积法制备铱涂层的形貌与结构分析[J];稀有金属材料与工程;2006年03期

2 勾昱君;刘中良;;优化抑霜涂层的实验研究[J];陶瓷研究与职业教育;2006年01期

3 朱佳;冀晓鹃;揭晓武;史明;;封严涂层材料及应用[J];材料开发与应用;2008年04期

4 斯蒂芬·H·加里法里尼;罗恩·巴纳斯;J·克里唐;龙克昌;;航天飞机用的高粘性涂层的研制[J];稀有金属合金加工;1981年04期

5 缪兴邦;水溶性织物涂层胶的合成[J];化学世界;1985年03期

6 陈斌,易茂中;封严涂层的抗冲蚀性与冲蚀速度的关系[J];中南工业大学学报;1998年04期

7 郑有新;浅谈涂层表面颗粒不良现象[J];材料保护;2001年04期

8 闫颖,石子源,刘国伟;锌铬膜涂层的制备研究[J];大连铁道学院学报;2002年04期

9 张琼,蔡传荣;钛阳极涂层溶蚀失效的研究[J];电子显微学报;2003年06期

10 刘夙伟;李曙;刘阳;;封严涂层材料及其可刮削性的评价[J];中国表面工程;2009年01期

相关会议论文 前10条

1 张琼;蔡传荣;;钛阳极涂层溶蚀失效的研究[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年

2 王颖;顾卡丽;李健;;智能变色涂层及其应用[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年

3 单凯军;余文莉;徐四清;;家电环保涂层表面性能检测的研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

4 李金桂;;无机富锌涂层的诞生和应用[A];第二届全国重防腐蚀与高新涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2004年

5 王允夫;陈小英;王红玲;;高温合金抗热震涂层研究[A];中国硅酸盐学会搪瓷分会2003年学术研讨会论文集[C];2003年

6 刘建华;李兰娟;李松梅;;铝合金早期腐蚀预警光基敏感涂层的研制[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

7 林达仁;;梅雨期涂层表面泛白现象及其防治[A];中国电子学会生产技术学会第三届化工学术年会论文汇编(下)[C];1991年

8 庞佑霞;刘厚才;郭源君;;有机复合弹性涂层材料的抗磨蚀实验研究[A];第七届全国摩擦学大会论文集(二)[C];2002年

9 付前刚;李贺军;黄剑锋;史小红;史波;李克智;;炭/炭复合材料磷酸盐涂层的抗氧化性能研究[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年

10 王兴原;苗晓;胡志强;光红兵;顾祥宇;;改善无取向硅钢环保涂层表面特性的方法研究[A];高性能电工钢推广应用交流暨第五次全委工作(扩大)会专题报告及论文[C];2013年

相关重要报纸文章 前6条

1 赵志玲;带卷粉末涂层新技术[N];世界金属导报;2012年

2 赵艳涛 曹垒 陈刚 孙亚娜;沙钢无取向硅钢涂层调试改进工艺[N];世界金属导报;2014年

3 华凌;美开发出智能过滤涂层[N];科技日报;2012年

4 莫文铸;防止衣服变脏科学家研制超疏液材料[N];中国纺织报;2013年

5 ;建筑幕墙用铝塑复合板[N];中国建材报;2008年

6 王烁 王奇 陈运法;玻璃幕墙专用纳米自清洁涂层的研究[N];中国建材报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 林岳宾;多因素耦合作用下α-Al_2O_3阻氚涂层形成规律及机理研究[D];南京航空航天大学;2015年

2 蒲泽林;电热爆炸喷涂法制备亚微米晶涂层的研究[D];华北电力大学(北京);2005年

3 檀琳;非共价键合聚合物抗污涂层的制备及应用研究[D];中国科学技术大学;2015年

4 黄群武;耐候性太阳选择性吸收涂层的研究[D];天津大学;2007年

5 刘红兵;等离子复合渗技术制备氧化物阻氚涂层及其性能研究[D];南京航空航天大学;2010年

6 陈春燕;新型固相微萃取涂层的制备及其在环境分析中的应用[D];湖南大学;2013年

7 吴王平;<110>织构铱涂层结构与性能研究[D];南京航空航天大学;2013年

8 石永敬;镁合金表面磁控溅射沉积Cr基涂层的结构与特性研究[D];重庆大学;2009年

9 刘爱华;PVD氮化物涂层的高温摩擦磨损特性及机理研究[D];山东大学;2012年

10 江凡;铜合金基体上电沉积钨涂层及其性能研究[D];北京科技大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈喜娟;两种耐磨涂层的组织结构表征及性能研究[D];西安石油大学;2015年

2 段晋辉;WS_2-TiB_2固体润滑涂层的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2015年

3 王昊;连续高频感应真空熔覆技术研究[D];青岛理工大学;2015年

4 赵亚穷;聚碳酸酯透明件/纳米TiO_2涂层的耐紫外老化及环境应力开裂行为研究[D];郑州大学;2015年

5 王有维;铝电解槽TiB_2阴极涂层的制备及其性能研究[D];昆明理工大学;2015年

6 辛欣;Ti(Cr)SiC(O)N涂层表面改性硬质合金及热处理对其机械性能的影响[D];西南交通大学;2015年

7 刘玉洁;铜介导的多酚涂层用于心血管材料表面改性的研究[D];西南交通大学;2015年

8 姚竟迪;土壤模拟液中三种涂层的腐蚀电化学行为研究[D];大连海事大学;2015年

9 牛永辉;结晶器CuCrZr铜板表面超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织与性能[D];西安建筑科技大学;2015年

10 薛绘;聚酰亚胺涂层胶的制备与性能[D];南京理工大学;2015年



本文编号:1516690

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1516690.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b609c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com