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(yè)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(huán)利用等等優(yōu)點，被材料專家譽為本世紀最具有開發(fā)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(chǎn)品、消費類電子產(chǎn)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(fā)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(nèi)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(nèi)。抽真空至10一Pa，整個生長過程中一直保持真空狀態(tài)。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(wěn)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。zsrider.com
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