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用热电性能测试仪测试硅碳棒室温下的导电特性

2021-10-18 18:21:27     点击:

    利用自制的硅碳棒加热单晶生长炉,采用改进的增涡下降法,在最高温度900 ℃ ,堵涡相对下降速度约为1.7cm/h条件下,生长出直径约为护0~的纯镁单晶。通过X射线衍射、金相观察和测量电导率等手段研究分析了所生长镁单晶的晶体质量。

    镁及其合金是迄今在工业中应用的最轻的金属结构材料,具有重量轻、密度小、强度高、刚性好、压铸性能好、降低噪音、电屏蔽性和减震性好、可循环利用等等优点,被材料专家誉为本世纪最具有开发和应用潜力的绿色工程材料。近几年镁及其合金开始替代铝材和钢材,被广泛应用于飞船、飞机、导弹、汽车、计算机、通信产品、消费类电子产品的制造等领域。随着镁应用越来越广泛,镁单晶的制备等基础研究也越发重要。

    然而,相比于其他金属单晶,因为镁易氧化等原因,镁单晶很难成功生长,国内纯镁单晶报道也较少。本文利用自制的硅碳棒加热单晶生长炉,采用改进型的柑锅下降法,对纯镁单晶的制备进行了初步的探索,并且成功制备出了大尺寸镁单晶。通过XRD分析研究晶体结晶完整性,采用化学腐蚀和金相显微技术讨论晶体结构和缺陷.用热电性能测试仪测试硅碳棒室温下的导电特性。

    以高纯镁(99.99% )颗粒为原料,表面氧化层用稀盐酸清理,接着用去离子水和无水乙醇处理,干燥后装人石墨柑祸内。抽真空至10一Pa,整个生长过程中一直保持真空状态。利用自制的晶体生长设备,采用改进型的柑竭下降法(即堵祸不动,加热炉上升,从而保证晶体生长过程的稳定性)进行晶体生长。纯镁熔点为648. 9℃,利用硅碳棒升温至900℃,保温10 h使其充分熔化,而后加热炉开始向上拉升,上升速率约为1. 7 cm/h,制得表面光滑,尺寸为护0 mm x 80 mm的晶体,如图1所示。

    用YX-2型X射线单晶定向仪对生长出的晶体进行初步定向,然后利用电火花线切割配合三维旋转定向设备,在生长晶体的头、尾部分别切割出两个法线方向为<110>,厚3 mm的片状试样。对样品先进行机械抛光,选择金刚石抛光剂,抛光后超声清洗表面。选用3%硝酸酒精溶液做为腐蚀剂,对样品进行腐蚀。

    对腐蚀过的样品用X'Pert Pro MPD多功能X射线衍射仪分析晶体结构完整性,用金相显微镜观察晶体显微结构。

    用电火花线切割机在晶体上切下一个长20 mm、宽2. 94~、厚0. 9 mm的薄片,在室温下用ZEM-3型热电性能测试仪测试镁单晶电导率。www.zbqunqiang.cn


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