常用金属材料密度表
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁6.6~7.4 白口铸铁7.4~7.7 可锻铸铁7.2~7.4 铸钢7.8 工业纯铁7.87 普通碳素钢7.85 优质碳素钢7.85 碳素工具钢7.85 易切钢7.85 锰钢7.81 15CrA铬钢7.74 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 38CrA铬钢7.8 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 铬镍钨钢7.8 铬钼铝钢7.65 含钨9高速工具钢8.3 含钨18高速工具钢8.7 高强度合金钢7.82 轴承钢7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 7.7 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 7铝青铜7.8 19-2铝青铜 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 10-4-4铝青铜7.46 铍青铜8.3 3-1硅青铜8.47 1-3硅青铜8.6 1铍青铜8.8 0.5镉青铜8.9 0.5铬青铜8.9 1.5锰青铜8.8 5锰青铜8.6 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 BMn3-12 8.4 BZN15-20 8.6 BA16-1.5 8.7 BA113-3 8.5 纯铝2.7 防锈铝LF2、LF43 2.68 LF3 2.67 LF5、LF10、LF11 2.65
LF6 2.64 LF21 2.73 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LY3 2.73 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 锻铝LD2、LD30 2.7 LD4 2.7 灰铸铁 HT100～HT350 6.6--7.4 白口铸铁 S15、P08、J13等 7.4--7.7 可锻铸铁 KT30-6～KT270-2 7.2--7.4 铸钢 ZG45、ZG35CrMnSi等 7.8 工业纯铁 DT1--DT6 7.87 普通碳素钢 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 7.85 优质碳素钢 05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 7.85 碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、 T11A、T12A、T13A、T8MnA 7.85 易切钢 Y12、Y30 7.85 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ 7.85 低碳优质钢丝 Zd、Zg 7.85 锰钢 20Mn、60Mn、65Mn 7.81 铬钢 15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 7.74 7.82 7.80 铬钒钢 50CrVA 7.85 铬镍钢 12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 7.85 铬镍钼钢 40CrNiMoA 7.85 铬镍钨钢 18Cr2Ni4WA 7.8 铬钼铝钢 38CrMoA1A 7.65 铬锰硅钢 30CrMnSiA 7.85 铬锰硅镍钢 30CrMnSiNi2A 7.85 硅锰钢 60Si2nMnA 7.85 硅铬钢 70Si2CrA 7.85 高强度合金钢 GC-4、GC11 7.82 高速工具钢 W9Cr4V W18Cr4V 8.3 8.7 轴承钢 GCr15 7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb 1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti 1Cr18Ni11Si4A1Ti 2Cr13Ni4Mn9 3Cr13Ni7Si2 7.7 7.75 7.85 7.85
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁6.6~7.4 白口铸铁7.4~7.7 可锻铸铁7.2~7.4 铸钢7.8 工业纯铁7.87 普通碳素钢7.85 优质碳素钢7.85 碳素工具钢7.85 易切钢7.85 锰钢7.81 15CrA铬钢7.74 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 38CrA铬钢7.8 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 铬镍钨钢7.8 铬钼铝钢7.65 含钨9高速工具钢8.3 含钨18高速工具钢8.7 高强度合金钢7.82 轴承钢7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 7.7 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 7铝青铜7.8 19-2铝青铜 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 10-4-4铝青铜7.46 铍青铜8.3 3-1硅青铜8.47 1-3硅青铜8.6 1铍青铜8.8 0.5镉青铜8.9 0.5铬青铜8.9 1.5锰青铜8.8 5锰青铜8.6 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 BMn3-12 8.4 BZN15-20 8.6 BA16-1.5 8.7 BA113-3 8.5 纯铝2.7 防锈铝LF2、LF43 2.68
LF3 2.67 LF5、LF10、LF11 2.65 LF6 2.64 LF21 2.73 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LY3 2.73 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 锻铝LD2、LD30 2.7 LD4 2.7 灰铸铁HT100～HT350 6.6--7.4 白口铸铁S15、P08、J13等7.4--7.7 可锻铸铁KT30-6～KT270-2 7.2--7.4 铸钢ZG45、ZG35CrMnSi等7.8 工业纯铁DT1--DT6 7.87 普通碳素钢Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 7.85 优质碳素钢05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 7.85 碳素工具钢T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、T11A、T12A、T13A、T8MnA 7.85 易切钢Y12、Y30 7.85 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ7.85 低碳优质钢丝Zd、Zg 7.85 锰钢20Mn、60Mn、65Mn 7.81 铬钢15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 7.74 7.82 7.80 铬钒钢50CrVA 7.85 铬镍钢12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 7.85 铬镍钼钢40CrNiMoA 7.85 铬镍钨钢18Cr2Ni4WA 7.8 铬钼铝钢38CrMoA1A 7.65 铬锰硅钢30CrMnSiA 7.85 铬锰硅镍钢30CrMnSiNi2A 7.85 硅锰钢60Si2nMnA 7.85 硅铬钢70Si2CrA 7.85 高强度合金钢GC-4、GC11 7.82 高速工具钢W9Cr4V W18Cr4V 8.3 8.7 轴承钢GCr15 7.81 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb 1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti 1Cr18Ni11Si4A1Ti
文章编号:1671-5497(2004)01-0031-04 收稿日期:2003201225. 基金项目:“九五”国家科技攻关资助项目(962A22203202). 作者简介:程万军(1963-),男,吉林长春人,讲师,博士研究生.E -mail :wjylover @tom.com 20CrMn Ti 钢的位错密度及晶体结构 程万军1,高占民2,黄良驹2 (11吉林大学材料科学与工程学院,吉林长春 130025;21吉林大学辊锻工艺研究所,吉林长春 130025) 摘 要:采用X 射线衍射法及新的线性分析理论,准确地测量了不同应变量时20CrMn Ti 钢的 位错密度,分析了应变量与位错密度的关系。结果表明:位错密度随变形量的增加而提高,退 火状态时位错密度较低。透射电镜试验证明了20CrMn Ti 退火后的组织为铁素体和珠光体, 晶内位错表态为“曲折”形的位错线,变形后形成胞状结构,同时有孪晶出现。胞状结构的出现 大大提高了钢的强度。关键词:20CrMn Ti 钢;X 射线衍射;位错密度;晶体结构;位错形态中图分类号:TG144 文献标识码:A Determination of dislocation densities and crystal structure on 20CrMnTi steel CHEN G W an 2j un 1,GA O Zhan 2m i n 2,HUA N G L iang 2j u 2 (1.College of M aterial Science and Engineering ,Jilin U niversity ,Changchun 130025,China ;2.Roll Forging Institute ,Jilin U niversity ,Changchun 130025,China ) Abstract :Dislocation densities in 20CrMn Ti steel under different sizes of strain were determined exactly by X 2ray diffraction method and a new profile analysis theory.The relation of strain and dislocation densities was analyzed.The results show that the increase of dislocation density is accompanied by the increase of deformation amount.The dislocation density has lower value when the steel is annealed.TEM tests prove that 20CrMn Ti become ferrite and pearlite after annealing.Intragranular dislocation appears as zigzag dislocation line and comes into being cell structure with the appearance of twin crystals after deformation.Cell structure improves the strength of steel greatly. K ey w ords :20CrMn Ti steel ;X 2ray diffraction ;dislocation densities ;crystal structure ;dislocation mode 自从1934年由Taylor ,PoLanyi 和Orowan 3人几乎同时将位错概念引入晶体中并与晶体的不均匀滑移变形相联系以来,位错理论已成为分析金属材料许多重要行为(特别是力学行为)的理论依据。虽然实际金属中位错非均匀分布,且强化常常取决于位错的局部交互作用,但仍以平均位错密度来表征对基体的强化作用,故准确测量具体金属中的位错密度有实用意义。本研究采用X 射线衍射法和新的线形分析理论[1～5],测定了不同变形条件下的位错密度,并分析了影响位错密度的因素。为了深入研究冷塑性变形的强化机制,利用透射电子显微镜对其晶体结构和位错组态进行了研究[6～8]。 第34卷 第1期 吉林大学学报(工学版) Vol.34 No.12004年1月Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition ) Jan.2004
常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度 克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、 铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5
含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝LD8 2.77 7铝青铜7.8 LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6 超硬铝2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 LT1特殊铝2.75 10-4-4铝青铜7.46 工业纯镁1.74 铍青铜8.3 变形镁MB1 1.76 3-1硅青铜8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6 MB3 1.79 1铍青铜8.8 MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9 铸镁1.8 0.5铬青铜8.9 工业纯钛（TA1、TA2、TA3）4.5
()四位错密度 应用一些物理的和化学的实验方法可以将晶体中的位错显示出来 1. 如用浸蚀法可得到位错腐蚀坑，由于位错附近的能量较高，所以位错在晶体表面露头的地方最容易受到腐蚀，从而产生蚀坑。位错腐蚀坑与位错是一一对应的。 2. 此外用电子显微镜可以直接观察金属薄膜中的位错组态及分布 3. 还可以用X 射线衍射等方法间接的检查位错的存在 位错的形态特点： ● 由于位错是已滑移区和未滑移区的边界，所以位错线不能中止在品体内部，而只能中止在晶体的表面或晶界上。 ● 在品体内部，位错线一定是封闭的，或者自身封闭成一个位错圈，或者构成三维位错网 图1.42是晶体中三维位错网络示意图 图1.43是晶体中位错的实际照片 位错密度的概念: ● 在实际晶体中，经常会含有大量的位错，通常把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度即V L =ρ。式中，V 是晶体体积，L 为该晶体中位错线的总长度，ρ的单位为2-m 。 ● 位错密度的另一个定义是：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是2-m 。 位错密度有多大
一般在经过充分退火的多晶体金属中，位错密度达2121010~10-m ，而经过剧烈冷塑性变形的金属，其位错密度高达2161510~10-m ，即在31cm 的金属内，含有千百万公里长的位错线。 金属材料的强度和位错密度之间的关系： 1. 不含位错的金属强度： ? 如果金属中不含位错，那么它将有极高的强度，目前采用一些特殊方法 已经能制造出几乎不含位错的结构完整的小晶体—直径约为 m μ2~05.0、长度为mm 10~2的晶须，其变形抗力很高 ? 例如直径m μ6.1的铁晶须，其抗拉强度竟高达213400m MN ，而工业上应用的退火纯铁，抗拉强度则低于2300m MN ，两者相差40多倍。 ? 不含位错的晶须，不易塑性变形，因而强度很高，而工业纯铁中含有位 错，易于塑性变形，所以强度很低。 2. 如果采用冷塑性变形等方法使金属中的位错大大提高，则金属的强度也可以 随之提高。 3. 金属强度与位错密度之间的关系如图1.44所示。图中位错密度m ρ处，晶体的 抗拉强度最小，相当于退火状态下的晶体强度，当经过加工变形后，位错密度增加，由于位错之间的相互作用和制约，晶体的强度便又上升。
《砷化镓单晶位错密度的测量方法》 标准编制说明 1. 工作简况 根据中国有色金属协会字XXXX第XXX号文，由有研光电新材料有限责任公司负责对自2003开始实施的国家标准 GB 8760 - 2003 《砷化镓单晶位错密度的测量方法》进行修订。修订工作从2016年10月起至2018年11月止，完成标准送审稿, 文稿修订人赵敬平、王彤涵、赵素晓、许兴、许所成。 原标准中对测试方法的适用范围、测量仪器、测量过程和计算方法的规定仍然适合于现在的实际应用情况。标准修改的内容主要是在制样过程中引进了研磨机、化学抛光液配比做了修正、腐蚀过程稍作变动，增加了用带数码成像的显微镜测量平均位错的方法。 2. 应用情况 本标准规定的测量方法是测量砷化镓单晶材料位错密度的典型测量方法，所使用的仪器设备成本不高，测量精度能满足绝大多数应用需求，本行业内各单位测量位错密度均采用相同或相似测量方法。近年来相关的改进主要是在仪器方面，主要就是在观测显微镜中加入计算机数码成像系统，使位错腐蚀坑的统计计算和图象记录更方便快捷。 3. 主要修改内容 依据 GB/T1.1-2009 标准化工作导则所确定的规则,在“前言”中，加入了本标准的主要修订内容，使文本更简明，条理更清晰。 修改的条款有： 原4.2条中只讲述了用手工研磨试样，在实际工作中可以用研磨机研磨试样，本标准增加了研磨机研磨试样的过程。 原4.3条款中规定H 2SO 4 ：H 2 O 2 ：H 2 O=3：1：1（体积比），但在实际工作中发 现H 2SO 4 ：H 2 O 2 ：H 2 O=2：1：1（体积比）能缩短抛光时间，且减少硫酸的排放。原4.4条款中“待熔化并澄清后（约400℃）”，在实际工作中，要准确测量 并且稳定控制坩埚内的温度比较困难，也将导致设备复杂程度和测量成本的大幅度提高,且只要熔化的氢氧化钾呈现澄清状态，选择适当的腐蚀时间，都能得到清晰的腐蚀坑，故不再对温度做限制。 原条款5和条款6中，未提及带数码成像的显微镜，在本次修订中做了补充。 修改后标准的主要技术水平与原标准相当。 4. 国外情况 制定原标准时参考了国外标准《ASTM F47》，这项标准主要是有关硅晶体材料的测量标准。现在已制定了针对砷化镓晶体材料的标准《ASTM F1404-92（2007）》，此项标准中与本标准相应的内容基本一致。 5. 建议 建议将此项标准作为推荐性国家标准。
常用金属密度表 常用金属材料密度表 常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度 克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5
38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、 铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5 含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁 ~ 白口铸铁 ~ 可锻铸铁 ~ 铸钢 工业纯铁 普通碳素钢 优质碳素钢 碳素工具钢 易切钢 锰钢 15CrA铬钢 20Cr、30Cr、40Cr铬钢 38CrA铬钢 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢铬镍钨钢 铬钼铝钢 含钨9高速工具钢
含钨18高速工具钢 高强度合金钢 轴承钢 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 、4-4-4锡青铜 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7铝青铜 19-2铝青铜 9-4、铝青铜 9-4、铝青铜 10-4-4铝青铜 铍青铜 3-1硅青铜 1-3硅青铜
1铍青铜 镉青铜 铬青铜 锰青铜 5锰青铜 白铜 B5、B19、B30、 BMn3-12 BZN15-20 BA113-3 纯铝 防锈铝 LF2、LF43 LF3 LF5、LF10、LF11 LF6 LF21 硬铝 LY1、LY2、LY4、LY6 LY3
LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 LY9、LY12 LY16、LY17 锻铝 LD2、LD30 LD4 灰铸铁 HT100～HT350 白口铸铁 S15、P08、J13等 可锻铸铁 KT30-6～KT270-2 铸钢 ZG45、ZG35CrMnSi等 工业纯铁 DT1--DT6 普通碳素钢 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 优质碳素钢 05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、 T11A、T12A、T13A、T8MnA 易切钢 Y12、Y30 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ 低碳优质钢丝 Zd、Zg 锰钢 20Mn、60Mn、65Mn 铬钢 15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 铬钒钢 50CrVA 铬镍钢 12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 铬镍钼钢 40CrNiMoA 铬镍钨钢 18Cr2Ni4WA 铬钼铝钢 38CrMoA1A 铬锰硅钢 30CrMnSiA 铬锰硅镍钢 30CrMnSiNi2A 硅锰钢 60Si2nMnA 硅铬钢 70Si2CrA 高强度合金钢 GC-4、GC11 高速工具钢 W9Cr4V W18Cr4V 轴承钢 GCr15 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb
常用金属材料密度表 金属密度Density(g/cm3) 不锈钢: 201,202,301,302,304,304L,305,3217.93 不锈钢: 309S,310S,316,316L,3477.98 不锈钢: 405,410,4207.75 不锈钢:436L7.73 不锈钢: 409,430,4347.70 低碳钢7.85 纯铜8.93 黄铜8.50 磷铜8.60 紫铜8.90 纯镍8.85 金19.32 银10.50 钼10.2 锌丝7.14 铅丝11.37 镀锌丝7.85 铝丝 2.70 常用金属材料密度表常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA 铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5 含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝LD8 2.77 7铝青铜7.8 LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6 超硬铝2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 LT1特殊铝2.75 10-4-4铝青铜7.46 工业纯镁1.74 铍青铜8.3 变形镁MB1 1.76 3-1硅青铜8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6 MB3 1.79 1铍青铜8.8 MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9 铸镁1.8 0.5铬青铜8.9 工业纯钛（TA1、TA2、TA3）4.5 1.5锰青铜8.8 钛合金TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜8.6 TA6 4.4 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 TA7、TC5 4.46 BMn3-12 8.4 TA8 4.56 BZN15-20 8.6 TB1、TB2 4.89 BA16-1.5 8.7 TC1、TC2 4.55 BA113-3 8.5 TC3、TC4 4.43 纯铝2.7 TC7 4.4 防锈铝LF2、LF43 2.68 TC8 4.48 LF3 2.67 TC9 4.52 LF5、LF10、LF11 2.65 TC10 4.53 LF6 2.64 纯镍、阳极镍、电真空镍8.85 LF21 2.73 镍铜、镍镁、镍硅合金8.85 硬
光伏检测——位错密度的测定 XQ 编写 一、位错密度的测定步骤 1、切割、研磨样品。 2、化学抛光：采用HF:HNO3=1：（3~5)的抛光液。注意反应不要太剧烈，以避免样品氧化。 最好不让晶体表面暴露于空气之中。 3、化学腐蚀：一般HF:CrO3(33%)水溶液=1：1的腐蚀液，此腐蚀液具有择优性，且显示可 靠。 4、在腐蚀液中侵泡10～15min可以全部显露出来。 5、在显微镜下观看位错的面密度（ND） D N N S S——单晶截面积；N——穿过截面积S的位错线。 金相显微镜视场面积的大小需依据晶体中位错密度的大小来选定。一般位错密度大时，放大倍数也应大些。国家标准（GB1554-79）中规定：位错密度在104个/cm2以下者，采用1mm2的视场面积；位错密度在104个/cm2以上者，采用0.2 mm2的视场面积。并规定取距边缘2mm的区域内的最大密度作为出厂依据。 二、样品制备 1、根据晶体收尾情况及位错线的长度，在晶体上标明位错片的位置，头部在等径处标明位错片位置。 2、从硅单晶部位取厚度为3mm硅片并编号。 3、硅片用金刚砂研磨只无刀痕、无滑道，并清洗干净（金刚砂粒度不大于28μm）。 4、进行化学抛光，待硅片与抛光液反应产生的氮氧化物黄色烟雾快尽时，用大量离子交换水冲洗干净，重复上述操作，直到样品光亮至镜面。要求抛光面无划道、无浅坑、无氧化、无沟槽等。 抛光液配比：HF:HNO3=1：（3~5)（体积比） HF纯度：化学纯HNO3纯度：化学纯 三、（100）缺陷显示 将样品待测面向下放入腐蚀槽中，倒入足量的Shimmel腐蚀液进行腐蚀，使液面高出样品1cm，腐蚀时间为10～15min。 Shimmel腐蚀液配比：HF:铬酸溶液=2：1（体积比）使用前配置 铬酸溶液配置：称取75g CrO3放入1000mL容量瓶中，用水完全溶解后（需搅拌），在用水稀释至刻度，摇匀。 HF纯度：化学纯CrO3纯度：化学纯 四、缺陷显示 1、在无光泽黑色背景下的平行光照射下，用肉眼观察样品缺陷的宏观分布。 2、在显微镜下根据缺陷的微观特征判断缺陷的性质。若观察到有位错存在，则必须计算其密度。 五、三氧化铬简介 三氧化铬，分子量100.01g/mol，红色晶体，易潮解，强氧化剂。高毒性，致癌性。 呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时，佩戴自给式呼吸器。 手防护：戴橡胶手套 急救措施：皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤；眼睛接触：提起
材料名称 密度 材料名称 密度 克/厘米3 克/厘米3 灰口铸铁 6.6~7.4 不锈钢 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 白口铸铁 7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.50 可锻铸铁 7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.00 铸钢 7.80 纯铜材 8.90 工业纯铁 7.87 59、62、65、68黄铜 8.50 普通碳素钢 7.85 80、85、90黄铜 8.70 优质碳素钢 7.85 96黄铜 8.80 碳素工具钢 7.85 59-1、63-3铅黄铜 8.50 易切钢 7.85 74-3铅黄铜 8.70 锰钢 7.81 90-1锡黄铜 8.80 15CrA 铬钢 7.74 70-1锡黄铜 8.54 20Cr、30Cr、40Cr 铬钢 7.82 60-1和62-1锡黄铜 8.50 38CrA 铬钢 7.80 77-2铝黄铜 8.60 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢 7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜 8.50 镍黄铜 8.50 铬镍钨钢 7.80 锰黄铜 8.50 铬钼铝钢 7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜 8.50 含钨9高速工具钢 8.30 5-5-5铸锡青铜 8.80 含钨18高速工具钢 8.70 3-12-5铸锡青铜 8.69 高强度合金钢 7.82 6-6-3铸锡青铜 8.82 轴承钢 7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜 8.80 不 锈 钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜 8.90 Cr14、Cr17 7.70 4-4-2.5锡青铜 8.75 0Cr18Ni9 、 1Cr18Ni9 、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜 8.20 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝 LD8 2.77 7铝青铜 7.80 LD7、LD9、LD10 2.80 19-2铝青铜 7.60 超硬铝 2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜 7.50 LT1特殊铝 2.75 10-4-4铝青铜 7.46 工业纯镁 1.74 铍青铜 8.30 变形镁 MB1 1.76 3-1硅青铜 8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜 8.60 MB3 1.79 1铍青铜 8.80 MB5、MB6、MB7、MB151.80 0.5镉青铜 8.90 铸镁 1.80 0.5铬青铜 8.90 工业纯钛（TA1、TA2、TA3） 4.50 1.5锰青铜 8.80 钛合金 TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜 8.60 TA6 4.40 U n R e g i s t e r e d
国家标准《低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度（EPD）的测量方法》 （征求意见稿）编制说明 一、工作简况 1.立项目的和意义 半导体低位错密度锗单晶片是微电子和光电子的基础材料，广泛应用于太阳能电池、大功率晶体管、发光二极管、红外光学器件和探测器，使得其成为光电探测产业、卫星电池和卫星定位系统（GPS）及现代国防建设的基础材料，并能带动和促进下一代半导体材料的加速发展，成为发达国家与重大的发展中国家都非常重视的战略性基础材料产业。 国内低位错密度锗单晶主要生产厂家云南中科鑫圆晶体材料有限公司、南京中锗科技股份有限公司、天津电子46所、北京通美晶体材料有限公司等，如果太阳能电池用锗单晶片的位错密度过高或不均匀，将严重影响太阳能电池光电转换效率和寿命，国内外太阳能电池客户均要求锗单晶片位错密度小于1000个/cm2。而GB/T 5252-2006《锗单晶位错腐蚀坑密度测量方法》主要应用于直拉法生产的红外锗单晶，其主要适用的位错密度约5000个/cm2-100000个/cm2。本标准规定的方法有利于提高测量低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度的精密度和均匀性，便于材料生产、使用厂家的测试。 2.任务来源 根据《国家标准委关于下达2014年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2014]89号）的要求，由云南中科鑫圆晶体材料有限公司等单位负责起草、编制《低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度（EPD）的测量方法》，计划编号20141872-T-469，要求完成时间2015年。 3.标准主编单位简况 云南中科鑫圆晶体材料有限公司是一家专业从事高效率太阳能电池用锗单晶、砷化镓单晶等半导体晶体材料产品研发、生产、销售的高科技企业。为充分发挥中国科学院半导体所在半导体晶体材料研究开发领域的优势及云南临沧鑫圆锗业股份有限公司的资源优势和产业化生产经验优势，满足国内外太阳能、LED产业的高速发展，于2008年6月在昆明高新区共同设立“云南中科鑫圆晶体材料有限公司”（以下简称“中科鑫圆”）。 中科鑫圆公司研究掌握了VGF单晶炉设计、制造及单晶生长热场设计、单晶生长工艺和开盒即用晶片加工工艺等核心产业化生产技术。生产的锗单晶片被国内外客户广泛应用于航空航天太阳能电池和地面聚光光伏电站等高科技领域，填补了国内空白，达到国际先进水平。中科鑫圆公司先后承担了昆明市重大科技项目、云南省重点科技项目和国家科技支撑计划等多项重大科技项目，主持起草了《太阳能电池用锗单晶》、《太阳能电池用砷化
常用金属材料的密度表 材料名称 密度,克/ 立方厘米材料名称 密度,克/ 立方厘米 灰口铸铁 6.6~7.4不 锈 钢1Crl8NillNb、Cr23Ni187.9 白口铸铁7.4~7.72Cr13Ni4Mn98.5 可锻铸铁 7.2~7.43Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8纯铜材8.9工业纯铁7.8759、62、65、68黄铜8.5普通碳素钢7.8580、85、90黄铜8.7优质碳素钢7.8596黄铜8.8碳素工具钢7.8559-1、63-3铅黄铜8.5易切钢7.8574-3铅黄铜8.7锰钢7.8190-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.7470-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.8260-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.8077-2铝黄铜8.6铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、 硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜 8.5 铬镍钨钢7.80锰黄铜8.5铬钼铝钢7.65硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5含钨9高速工具钢8.35-5-5铸锡青铜8.8含钨18高速工具钢8.73-12-5铸锡青铜8.69高强度合金钢`7.826-6-3铸锡青铜8.82轴承钢7.817-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、 4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、 Cr25、Cr28 7.754-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr177.74-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.855铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti7.52锻 铝 LD8 2.77 7铝青铜 7.8LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6超硬铝 2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5LT1特殊铝 2.75 10-4-4铝青铜7.46工业纯镁 1.74 铍青铜8.3变 形 镁 MB1 1.76 3-1硅青铜8.47MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6MB3 1.79 1铍青铜8.8MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9铸镁 1.8 0.5铬青铜8.9工业纯钛（TA1、TA2、TA3） 4.5 1.5锰青铜8.8 钛 合 金 TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜8.6TA6 4.4 白 铜 B5、B19、B30、BMn40-1.58.9TA7、TC5 4.46 BMn3-128.4TA8 4.56 BZN15-208.6TB1、TB2 4.89 BA16-1.58.7TC1、TC2 4.55 BA113-38.5TC3、TC4 4.43 纯铝 2.7TC7 4.4 防 锈 铝 LF2、LF43 2.68TC8 4.48 LF3 2.67TC9 4.52 LF5、LF10、LF11 2.65TC10 4.53 LF6 2.64纯镍、阳极镍、电真空镍8.85 LF21 2.73镍铜、镍镁、镍硅合金8.85 硬 铝 LY1、LY2、LY4、LY6 2.76镍铬合金8.72 LY3 2.73锌锭（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3）7.15 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8铸锌 6.86 LY9、LY12 2.784-1铸造锌铝合金 6.9 LY16、LY17 2.844-0.5铸造锌铝合金 6.75 锻 铝 LD2、LD30 2.7铅和铅锑合金11.37 LD4 2.65铅阳极板11.33 LD5 2.75
位错密度分析 一．位错密度对管线钢性能的影响 管线钢的强化方式主要包括晶界强化、固溶强化、沉淀析出强化、位错强化等，其综合强化效果可用Hall-Petch 公式的修正式表示[1]： 1/20s sh ph dh th kd σσσσσσ-=+++++ 其中：σs 为管线钢的屈服强度； σ0为原铁素体强度； σsh 为固溶强化产生的强度； σph 为由沉淀强化产生的强度； σdh 为由位错强化产生的强度； σth 为由织构强化产生的强度； d 为晶粒尺寸。 图1为管线钢强化方式示意图。从图中可以看出对于高钢级管线钢，通过增加位错密度来提高强度已经成为了管线钢强化的重要方式。 图1 管线钢的强化方式[1]
图2 高钢级管线钢TEM照片[2] 通过透射电镜对X70、X80以及X100管线钢的位错形态进行观察, 三个级别管线钢的位错形态有较大差异。 X70钢位错密度最低(见图2( a)和图2 ( b) ) ; X80钢位错密度较高, 未见亚结构的趋势(见图2( c)和图2( d) ) ; X100 钢的位错缠结在一起, 形成了较明显的胞状结构(见图2( e)和图2( f) )。TEM 照片中, 铁素体组织较明亮, 位错密度较低, 而贝氏体组织位错密度较高, 颜色更深。图2( e)显示的是一个厚度约为200 nm的贝氏体板条,其周围有较多的位错缠结。图2( f)中, 在X100级管线钢中形成了位错胞, 强烈地钉扎着晶界, 同时这种胞状结构可以看成是对晶粒的进一步细化[2]。 图3 金属强度与位错密度之间的关系 从图3中可以看出位错密度对金属强度的影响。可见，仅仅是在位错密度增加的初期， 金属的实际强度下降；位错密度继续增大，则金属晶体的强度又上升。这是因为位错密度继 续增加时，位错之间会产生相互作用：1）应力场引起的阻力，如位错塞积，当大量位错从 一个位错源中产生并且在某个强障碍（晶界、析出物等）面前停止的时候就构成了位错的塞 积；2）位错交截所产生的阻力；3）形成割阶引起的阻力（两个不平行柏氏矢量的位错在交 截过程中在一位错上产生短位错）；4）割阶运动引起的阻力。 研究表明，金属的塑性变形抗力的增加与位错密度之间有如下关系：
加工、测量与设备 Processing,Measurement and Equipment InP晶片位错密度分布测量 潘 静1,杨瑞霞2,骆新江3,李晓岚2,杨 帆2,孙聂枫1 (1.中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄 050051;2.河北工业大学 信息工程学院,天津 300130;3.杭州电子科技大学天线与微波技术研究所,杭州 301108) 摘要:采用国际通用的方法,测定了不同类型的用高压LEC法生长的InP单晶样品的整片位错分布,直观显示位错密度在晶片上的分布情况,分析了EPD分布结果和原因,说明单晶生长工艺和掺杂剂等因素对其产生影响。从数值看,一般掺S的材料位错密度较低,随着掺杂浓度的增加位错密度明显降低,晶片的均匀性也越好。掺Fe的材料位错密度一般,但随着掺杂量的增大位错密度升高,晶片的位错分布也不均匀。非掺杂材料的位错一般较多,但均匀性较好。通过工艺改进可以明显降低位错,为今后进一步开展晶体完整性研究、改进工艺、提高单晶质量打下了良好的基础。 关键词:磷化铟(InP);晶体;位错密度(EPD);LEC法;热应力 中图分类号:TN304.23 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2011)03-0199-04 Distribution Measurement of EPD on InP Single Crystal Wafers Pan Jing1,Yang Ruixia2,Luo Xinjiang3,Li Xiaolan2,Yang Fan2,Sun Niefeng1 (1.13th Research Institute,CE TC,Shi jiaz huang050051,China;2.College o f I n f ormation Engineering, Hebei University of T echnology,T ianj in300130,China;3.I nstitute o f Antenna and Microw aves Technology, Hangz hou Dianz i University,H angzhou301108,China) A bstract:U sing the g enerally internatio nal metho d,the distribution of EPD on different kinds of InP single crystal w afe rs g row n by H P-LEC technique w ere measured,and the dislocation densi-ty distribution w as clearly revealed.The causes and the results o f the EPD distributio n w ere ana-ly zed.The analysis results show that the EPD distribution is influenced by the process conditio ns and the dopants.Based on the numerical value,the EPD o f the S-doped materials is low er gene-rally.The EPD decreases obviously with the increase of the doping concentration and the unifo rmity o f the w afe rs is better.The EPD of the Fe-do ped m aterials is general,but the EPD increases w ith the increase of the doping content,and the dislocation distribution of w afe rs is no nuniform.The dislo catio n o f the undoped materials is m ore,but the uniformity is better. The dislocation is decreased obviously through im pro ving the process,w hich can provide a g ood foundation fo r the further researches and improvement of InP single cry stals. Key words:InP;cry stal;etch pit density(EPD);LEC;therm al stress D OI:10.3969/j.issn.1671-4776.2011.03.013 PACC:7280E;6170N 收稿日期:2010-11-15 基金项目:国家自然基金资助项目(61076004);浙江省公益技术研究工业项目(2010C31118) 通信作者:孙聂枫,E-mail:nfsun@soh u.com
