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材料科學(xué)領(lǐng)域

陶瓷材料制備與燒結(jié)

實驗?zāi)康模和ㄟ^高溫?zé)崽幚硎固沾煞勰┲旅芑?，消除孔隙，提升力學(xué)性能。

典型案例：

氧化鋁陶瓷：在1600℃下燒結(jié)，配合分段升溫（如500℃保溫2小時排除吸附水，1200℃保溫3小時促進(jìn)晶粒生長），最終致密度達(dá)99.5%，硬度提升20%。

氮化硅陶瓷：采用熱壓燒結(jié)工藝（1800℃+50MPa壓力），通過高溫箱式爐實現(xiàn)致密化，抗彎強(qiáng)度可達(dá)1GPa以上。

金屬材料熱處理

實驗?zāi)康模簝?yōu)化金屬組織結(jié)構(gòu)，改善力學(xué)性能（如硬度、韌性、耐腐蝕性）。

典型案例：

不銹鋼退火：在1050℃下保溫1小時后緩冷，消除加工應(yīng)力，降低硬度（從HRC40降至HRC25），便于后續(xù)加工。

鈦合金時效處理：在500℃下保溫8小時，析出α相強(qiáng)化顆粒，使抗拉強(qiáng)度提升15%。

齒輪滲碳淬火：在930℃下通入甲烷滲碳，表面碳含量達(dá)1.0%，淬火后硬度達(dá)HRC60，心部保持韌性。

復(fù)合材料合成

實驗?zāi)康模和ㄟ^高溫反應(yīng)使不同材料結(jié)合，形成具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料。

典型案例：

碳纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料（C/SiC）：在1400℃下通過化學(xué)氣相滲透（CVI）工藝，使碳纖維與碳化硅基體結(jié)合，抗彎強(qiáng)度提升3倍。

金屬基復(fù)合材料（Al?O?/Al）：在700℃下熔融鋁液浸滲氧化鋁顆粒，制備高強(qiáng)度輕質(zhì)材料（密度2.8g/cm3，抗拉強(qiáng)度400MPa）。

半導(dǎo)體材料處理

實驗?zāi)康模杭せ顡诫s元素、修復(fù)晶格缺陷，提升電學(xué)性能。

典型案例：

硅片退火：在1000℃下真空退火，激活硼摻雜元素，使載流子遷移率從800cm2/(V·s)提升至920cm2/(V·s)。

氮化鎵（GaN）生長：在1100℃下通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD），在藍(lán)寶石襯底上生長高質(zhì)量GaN薄膜，用于LED制造。