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金属学报 2006年第11期42卷 1165-1170页

作者：张华伟李言祥刘源清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084

采用定向凝固技术,在氢气或氢气和氩气的混合气氛中制备得到了藕状规则多孔cu．通过求解稳态凝固界面前沿的溶质场,获得了氢在金属固相中的浓度分布,进而建立了气孔率计算的理论模型．考虑凝固速率和扩散系数的影响,用该模型预测的理论... 详细信息

采用定向凝固技术,在氢气或氢气和氩气的混合气氛中制备得到了藕状规则多孔cu．通过求解稳态凝固界面前沿的溶质场,获得了氢在金属固相中的浓度分布,进而建立了气孔率计算的理论模型．考虑凝固速率和扩散系数的影响,用该模型预测的理论气孔率与实验结果很好吻合．同时也获得了Gasar凝固试样的气孔率随气体分压变化而变化的规律．

关键词： Gasar 定向凝固多孔cu 藕状结构气孔率

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气体压力对定向凝固多孔cu气孔结构的影响

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铸造 2013年第7期62卷 670-672页

作者：杨天武李再久金青林蒋业华周荣昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

利用自行开发研制的Gasar装置,在H2和Ar的高压气氛中制备了具有规则气孔结构的定向凝固多孔cu,并研究气体压力对多孔cu气孔结构的影响。结果表明:当H2压力一定时,随着Ar压力增加,气孔率逐渐减小;当Ar压力一定时,随着H2压力的增加,气孔... 详细信息

利用自行开发研制的Gasar装置,在H2和Ar的高压气氛中制备了具有规则气孔结构的定向凝固多孔cu,并研究气体压力对多孔cu气孔结构的影响。结果表明:当H2压力一定时,随着Ar压力增加,气孔率逐渐减小;当Ar压力一定时,随着H2压力的增加,气孔率呈现先增加后减小的趋势;随着H2压力的增加,气孔的平均直径减小,尺寸分布均匀性提高。

关键词： Gasar 多孔cu 气体压力气孔结构

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多孔cu对SnBi-xAg焊点组织与性能的影响机制

多孔Cu对SnBi-xAg焊点组织与性能的影响机制

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作者：任柏桥哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着电子封装技术的飞速发展,导致电子芯片趋于微型化与密集化,对焊点可靠性的要求日益增加。微焊点长期处在高温状态下会产生粘结失效,因此改善合金钎料导热性能对提高焊点可靠性起着重要作用。Sn58Bi(SnBi)钎料因具有良好的润湿性、... 详细信息

随着电子封装技术的飞速发展,导致电子芯片趋于微型化与密集化,对焊点可靠性的要求日益增加。微焊点长期处在高温状态下会产生粘结失效,因此改善合金钎料导热性能对提高焊点可靠性起着重要作用。Sn58Bi(SnBi)钎料因具有良好的润湿性、抗蠕变性、拉伸性能以及较低的熔点等优点,普遍应用于低温封装行业中。但由于钎料中Bi相的脆性与较差的导热性限制了SnBi钎料在电子封装行业中的应用。本文主要以SnBi-x Ag(x=0,0.4,1wt%)钎料合金为基底材料,110与500 ppi(pores per inch)两种孔径的多孔cu(P-cu)为增强相制备了SnBi-x Ag@P-cu/cu复合焊点。通过一系列试验研究了Ag含量与多孔cu孔径尺寸对SnBi/cu微焊点显微组织、界面IMC、体钎料显微硬度、剪切行为以及导热性能的影响。研究结果表明:110 ppi多孔cu添加后,焊点中出现一些被cu骨架封闭的小区域,这些区域内β-Sn与Bi相明显被细化。而区域外体钎料呈现出与纯焊点相似的显微组织结构。相比之下,SnBi@500P-cu/cu焊点中多孔cu分布较均匀,因此在焊点中各区域都呈现出相对细化的微观组织。SnBi@500P-cu/cu焊点双相晶粒尺寸介于cu骨架封闭区域与纯焊点之间。在焊点中添加0.4 wt%Ag后,焊点的组织并没有发生显著地变化。相反地,当焊点中Ag含量达到1 wt%时,β-Sn相的相对面积与浓度明显增加,部分粗大的富Bi相转变为Bi颗粒分布在β-Sn上。元素面扫描分析表明Ag原子在体钎料中发生偏聚现象生成AgSn IMCs。多孔cu金属的添加导致焊点界面IMC层厚度与晶粒尺寸增加。SnBi-1Ag@P-cu/cu焊点展现出最大的IMC厚度,其值为0.72μm,而其他两种焊点呈现出相近的IMC厚度与晶粒尺寸。由于500 ppi多孔cu的孔隙率较低,在焊接过程中cu骨架会消耗更多的Sn形成cuSn IMC,因此SnBi@500P-cu/cu焊点界面IMC厚度略低于SnBi@110P-cu/cu焊点。添加110 ppi多孔cu后,由于封闭区域内晶粒细化导致焊点体钎料硬度明显增加,其他区域体钎料硬度接近于纯焊点。其中,SnBi-1Ag@P-cu/cu焊点硬度为最大值372.2 MPa。这是由于硬度较大的Bi颗粒以及AgSn IMCs分布在体钎料中,引起了显微硬度的增加。另一方面,SnBi@500P-cu/cu焊点体钎料硬度介于封闭小区域与纯焊点之间。多孔cu的加入可以明显改善焊点的剪切性能,但对焊点断裂模式的影响有限。添加110 ppi多孔cu后,三种多孔cu复合焊点的剪切强度相较纯焊点均提升了10 MPa左右。随着Ag含量的增加,焊点力学性能呈上升的趋势,然而当Ag含量超过0.8 wt%后,体钎料中大块的AgSn IMCs会恶化焊点的力学性能。因此SnBi-0.4Ag@P-cu/cu焊点的剪切强度最大。另一方面,由于500 ppi多孔cu在焊点中分布较均匀,在剪切试验中大量的cu骨架可以阻挡裂纹的扩展。从而导致力学性能的进一步提高。由于多孔cu的添加,高导热性的cu骨架促进了SnBi钎料中的传热过程,从而提高了合金钎料的热导率。其中,500 ppi多孔cu对SnBi合金钎料的导热性能提升最显著,SnBi@500P-cu复合钎料的平均热导率为41.32W/m·K,比未添加多孔cu的合金钎料提升了近一倍。

关键词： SnBi 多孔cu 硬度剪切行为热导率

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铜基催化剂的制备及其电催化还原二氧化碳性能的研究

铜基催化剂的制备及其电催化还原二氧化碳性能的研究

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作者：王海宇天津大学

学位级别：硕士

开发用于二氧化碳还原反应(CORR)的高效电催化剂为可再生能源储存提供了一种可行的途径,并有助于解决CO过度排放问题。cu是唯一能够将CO还原为高附加值的多碳(C)产物的金属,但存在选择性差、活性低等问题,因此,需要开发更高效的cu基电... 详细信息

开发用于二氧化碳还原反应(CORR)的高效电催化剂为可再生能源储存提供了一种可行的途径,并有助于解决CO过度排放问题。cu是唯一能够将CO还原为高附加值的多碳(C)产物的金属,但存在选择性差、活性低等问题,因此,需要开发更高效的cu基电催化剂来提高C产物的选择性和活性:一方面,根据几何效应,合成了多孔空腔结构的cu催化剂,利用限域效应增强了*CO中间体的覆盖,从而提高了多碳产物的选择性。另一方面,基于电子效应,构建了强相互作用的cu/CeO界面,由于晶格错配产生的拉伸应力增强cu对*CO吸附并且降低了吸附能,而CeO与cu的电子转移一定程度保护cu,从而促进多碳产物的生成。主要研究内容和结果如下:1.通过一种简单的化学还原反应合成了多孔cuO纳米颗粒(p-cuO NPs)并应用于CO电还原测试。p-cuO表现出对C产物的高催化选择性,在2.5 M KOH为电解质的流动池体系中,p-cuO在-0.67 V ***电位下,C产物的法拉第效率(FE)为64.0%,偏电流密度为224 m A cm。结构表征和原位拉曼测试表明多孔空腔结构通过限域效应增强cu表面*CO中间体的覆盖,促进C-C偶联,提高C产物的选择性。2.以cuO纳米立方体为牺牲模板,通过原位cu/Ce反应,构建了cuO-CeO界面,由于晶格错配引起cu-O键的拉伸和cuO晶格的增大,原位拉曼测试和密度泛函理论(DFT)计算表明,受到拉伸应变的cu降低了*CO的结合能但增强了*CO的吸附,有利于C-C耦合和C产物的生成。cu-CeO界面能够降低*H在cu表面的结合能,抑制了HER,此外,cu与CeO之间存在电子相互作用,cu向CeO的电荷转移阻碍了cuO的迅速还原。CeO促进了水的分解,通过提供更多的*H,促进C产物的生成。在2.5 M KOH为电解质的流动池体系中,优化后的cuO-CeO催化剂在-0.57 V ***中等电位下,CFE为76.4%,偏电流密度为230 m A cm。

关键词：多孔cu cu-CeO2复合物电催化还原CO2

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