物理学报
物理學報
물이학보
2007年
7期
4032-4038
,共7页
杨海波%胡明%张伟%张绪瑞%李德军%王明霞
楊海波%鬍明%張偉%張緒瑞%李德軍%王明霞
양해파%호명%장위%장서서%리덕군%왕명하
多孔硅%微观结构%硬度%杨氏模量
多孔硅%微觀結構%硬度%楊氏模量
다공규%미관결구%경도%양씨모량
采用电化学腐蚀制备多孔硅,利用场致发射扫描式电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)观测多孔硅的二维微观形貌,利用Nano Indenter XP中的纳米轮廓扫描仪组件(nano profilometry,NP)得到其三维拓扑分析图像,分析了微观结构差异的原因并讨论了多孔硅内部微观结构对其机械性能的影响;利用MTSNano Indenter-XP纳米压入测量仪器,研究了多孔硅的显微硬度和杨氏模量随压入深度的变化规律,比较了不同孔隙率多孔硅的机械性能差别.实验结果测得40mA/cm2,60mA/cm2,80mA/cm2和100mA/cm2四个不同腐蚀电流密度条件下制备多孔硅样品的孔隙率在60%-80%范围内,孔隙率随着腐蚀电流密度的增加而增大;在氢氟酸(HF)浓度为20%的条件下制备出多孔硅样品的厚度在40μm-50μm范围内;测得多孔硅的平均硬度、平均杨氏模量分别在0.478GPa-1.171 GPa和10.912GPa-17.15 GPa范围内,并且其数值随腐蚀电流密度的增加而减小,在纳米硬度范围内随压入深度的增加而减小,在显微硬度范围内其数值保持相对恒定,分析了样品表面、厚度、微观结构,及环境对其机械性能的影响,得到了多孔硅力学性能随其微观尺度形貌的变化规律.
採用電化學腐蝕製備多孔硅,利用場緻髮射掃描式電子顯微鏡(field emission scanning electron microscope,FESEM)觀測多孔硅的二維微觀形貌,利用Nano Indenter XP中的納米輪廓掃描儀組件(nano profilometry,NP)得到其三維拓撲分析圖像,分析瞭微觀結構差異的原因併討論瞭多孔硅內部微觀結構對其機械性能的影響;利用MTSNano Indenter-XP納米壓入測量儀器,研究瞭多孔硅的顯微硬度和楊氏模量隨壓入深度的變化規律,比較瞭不同孔隙率多孔硅的機械性能差彆.實驗結果測得40mA/cm2,60mA/cm2,80mA/cm2和100mA/cm2四箇不同腐蝕電流密度條件下製備多孔硅樣品的孔隙率在60%-80%範圍內,孔隙率隨著腐蝕電流密度的增加而增大;在氫氟痠(HF)濃度為20%的條件下製備齣多孔硅樣品的厚度在40μm-50μm範圍內;測得多孔硅的平均硬度、平均楊氏模量分彆在0.478GPa-1.171 GPa和10.912GPa-17.15 GPa範圍內,併且其數值隨腐蝕電流密度的增加而減小,在納米硬度範圍內隨壓入深度的增加而減小,在顯微硬度範圍內其數值保持相對恆定,分析瞭樣品錶麵、厚度、微觀結構,及環境對其機械性能的影響,得到瞭多孔硅力學性能隨其微觀呎度形貌的變化規律.
채용전화학부식제비다공규,이용장치발사소묘식전자현미경(field emission scanning electron microscope,FESEM)관측다공규적이유미관형모,이용Nano Indenter XP중적납미륜곽소묘의조건(nano profilometry,NP)득도기삼유탁복분석도상,분석료미관결구차이적원인병토론료다공규내부미관결구대기궤계성능적영향;이용MTSNano Indenter-XP납미압입측량의기,연구료다공규적현미경도화양씨모량수압입심도적변화규률,비교료불동공극솔다공규적궤계성능차별.실험결과측득40mA/cm2,60mA/cm2,80mA/cm2화100mA/cm2사개불동부식전류밀도조건하제비다공규양품적공극솔재60%-80%범위내,공극솔수착부식전류밀도적증가이증대;재경불산(HF)농도위20%적조건하제비출다공규양품적후도재40μm-50μm범위내;측득다공규적평균경도、평균양씨모량분별재0.478GPa-1.171 GPa화10.912GPa-17.15 GPa범위내,병차기수치수부식전류밀도적증가이감소,재납미경도범위내수압입심도적증가이감소,재현미경도범위내기수치보지상대항정,분석료양품표면、후도、미관결구,급배경대기궤계성능적영향,득도료다공규역학성능수기미관척도형모적변화규률.
