特種工程塑料合金的制備及其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究

用熔融法制備了聚醚砜/聚碳酸酯、聚醚砜/聚酚氧等塑料合金，研究了其相容性、形態(tài)及力學行為，發(fā)現(xiàn)聚碳酸酯、聚酚氧對聚醚砜有增韌作用，探討了增韌機理；用反應(yīng)釜合金技術(shù)制備了聚醚醚酮/聚醚醚酮酮、聚醚醚酮酮/聯(lián)苯聚醚醚酮酮合金，研究了其相容性形態(tài)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶與熔融行為及力學行為；合成并表征了一系列新型聚芳醚酮，得到了環(huán)狀預(yù)聚物、新型液晶聚合物及具有更高使用溫度的特種工程塑料；合成了聚醚砜-液晶嵌段共聚物及聚醚砜-尼龍6嵌段共聚物，研究了其對聚醚砜/聚酯液晶聚合物共混物及聚醚砜/尼龍6共混物的增容作用；制備了晶須復合材料；探索了納米材料對聚醚砜的增強作用。獲鑒定成果1項，申請發(fā)明專利2項，發(fā)表論文10篇。

針對微機械構(gòu)件的服役性能與制備工藝關(guān)系，利用體硅工藝研究制作了懸臂梁陣列，完善了加工工藝；并重點研究了利用光纖耦合機理來測量懸臂梁橫向固有振動頻率的方法，較好地解決了“施加微小載荷”和“檢測微小位移”兩方面的問題；采用靜態(tài)壓入檢測的方法，設(shè)計了微結(jié)構(gòu)專用的微機械性能測試儀，能夠檢測微結(jié)構(gòu)材料硬度、彈性模量、硬化指數(shù)、斷裂韌性及疲勞極限等多項指標；發(fā)明了研究微結(jié)構(gòu)沖擊載荷作用的微沖擊實驗臺，研究了相應(yīng)的動態(tài)測試技術(shù)，并對微機械制造中常用的幾種材料進行了微沖擊實驗。在整個研究過程中還完善了微機械加工的工藝參數(shù)，制作了微壓力傳感器、微懸臂梁陣列、微溫度傳感器等具有市場價值和工藝代表性的微功能器件。 2100433B

本項目根據(jù)研究計劃，在CdTe基半導體的能帶調(diào)制及其合金性質(zhì)的研究、電極材料與CdZnTe的界面性質(zhì)、晶體生長和探測器制備研究方面取得了重大進展。首先，基于密度泛函理論(DFT) 框架下的PBE型廣義梯度近似（GGA）平面波贗勢的方法和混合密度泛函理論的HSE方法，計算了閃鋅礦結(jié)構(gòu)的CdTe體材料的光學特性、Cd空位、 Te反位和Te間隙缺陷的形成能、缺陷能級和態(tài)密度。其次，研究了電極材料與CdZnTe的界面性質(zhì)及其擴散機制。采用改進的垂直布里奇曼法和溶劑熔區(qū)移動法制備了CdZnTe單晶，對CdZnTe晶體(111)B面進行Au/Zn電極制備和退火研究。深入研究了晶體表面處理、電極金屬材料、熱處理工藝對金半接觸性能的影響。采用近空間升華（CSS）方法在FTO導電玻璃上制備了高質(zhì)量、高電阻率的探測器級CdZnTe厚膜。制成了Au/graphene/CdZnTe/FTO光導結(jié)構(gòu)。設(shè)計glass/Cr/Au/CZT/Au多層復合結(jié)構(gòu)，研究對稱電極的光電性能。采用電子束蒸發(fā)法在CdZnTe薄膜上制備了Au/GZO復合電極，確定了電極工藝對Au/CdZnTe 光導結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律。再次，研究了垂直布里奇曼法晶體生長后期降溫過程中的原位熱處理工藝，首次提出在晶體生長后期的降溫過程中采用三階段的原位熱處理工藝的思路，電阻率超過了1010Ω?cm，對241Am@59.5keV?射線源的能譜響應(yīng)提高了6.01%。采用溶劑熔區(qū)移動法在800°C、840°C和880°C制備CdZnTe單晶，討論了不同制備溫度對溶劑熔區(qū)移動法晶體性能的影響。利用穩(wěn)態(tài)光電導技術(shù)表征載流子的運輸性能，研究了不同輻射強度、不同溫度對載流子輸運性能的影響。最終制備出高質(zhì)量的探測器級CdZnTe晶體，最優(yōu)樣品已達到申請書提出的指標。實現(xiàn)了在制備出探測器級CdZnTe材料及高性能核輻射探測器的理論與工藝研究上有所突破的目標。 2100433B