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研磨型AlN基板表面腐蚀对AlN-AMB覆铜板剥离强度的影响

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半导体技术 2024年第3期49卷 246-251页

作者：许海仙曾祥勇王吕华朱家旭汤文明中国电子科技集团公司第四十三研究所合肥230088 合肥圣达电子科技实业有限公司合肥230088 合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 微系统安徽省重点实验室合肥230088

为了解决研磨型氮化铝(AlN)基板制备的氮化铝活性金属钎焊(AlN-AMB)覆铜板剥离强度低的问题,采用浓度为0.25 mol/L的NaOH水溶液,在50℃条件下,对研磨型AlN基板表面进行腐蚀,开展腐蚀前后AlN基板表面微观形貌及AlN-AMB覆铜板界面剥离强... 详细信息

为了解决研磨型氮化铝(AlN)基板制备的氮化铝活性金属钎焊(AlN-AMB)覆铜板剥离强度低的问题,采用浓度为0.25 mol/L的NaOH水溶液,在50℃条件下,对研磨型AlN基板表面进行腐蚀,开展腐蚀前后AlN基板表面微观形貌及AlN-AMB覆铜板界面剥离强度等的对比探究。结果表明,研磨型AlN基板表面存在大量破碎晶粒和微裂纹,所制备的AlN-AMB覆铜板气孔率较高,界面剥离强度只有5.787 N/mm。腐蚀可有效去除其表面破碎晶粒和微裂纹,提升AlN基板表面致密度和一致性。采用35 min腐蚀AlN基板制备的AlN-AMB覆铜板气孔率大幅降低,剥离强度提升至10.632 N/mm,相比处理前提升了83.7%。

关键词：氮化铝基板活性金属钎焊(AMB) 腐蚀显微组织结构剥离强度

微纳Gd211先驱粒子的控制对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

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稀有金属材料与工程 2018年第5期47卷 1613-1619页

作者：渊小春杨万民陕西师范大学陕西西安710062 西安科技大学陕西西安710054

通过控制Gd211固相块烧结温度的方法,获得了系列具有不同显微组织结构的Gd211先驱固相块;在此基础上,采用顶部籽晶熔渗生长法,制备了系列单畴GdBCO超导块材。并对其熔渗生长前后宏观形貌、显微组织结构以及单畴GdBCO超导块材的磁悬浮力... 详细信息

通过控制Gd211固相块烧结温度的方法,获得了系列具有不同显微组织结构的Gd211先驱固相块;在此基础上,采用顶部籽晶熔渗生长法,制备了系列单畴GdBCO超导块材。并对其熔渗生长前后宏观形貌、显微组织结构以及单畴GdBCO超导块材的磁悬浮力进行了研究。结果表明,只有当先驱固相块的微观结构满足:Gd211粒子均为球状或椭球状颗粒、平均粒径较小、气孔率适中的条件时,单畴GdBCO超导块材中的Gd211粒子平均粒径最小,样品的磁悬浮力最大(约38.7N,样品直径20mm,测试温度77K,永磁体直径20mm,表面磁场0.5T)。

关键词： Gd211固相块单畴GdBCO超导块材显微组织结构磁悬浮力

α-Al2O3/SiO2系列复合氧化物阻氢陶瓷涂层的制备与性能研究

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α-Al2O3/SiO2系列复合氧化物阻氢陶瓷涂层的制备与性能研究

作者：詹创元广州大学

学位级别：硕士

在核能与氢能领域,氢及其同位素氘和氚容易渗透进不锈钢等金属结构材料中,对材料造成氢损伤、氢脆等危害。在结构材料的表面涂覆氚渗透屏障层(Tritium Permeation Barrier,TPB)是一种经济有效的手段,不过目前大多数氚渗透屏障层的制备... 详细信息

在核能与氢能领域,氢及其同位素氘和氚容易渗透进不锈钢等金属结构材料中,对材料造成氢损伤、氢脆等危害。在结构材料的表面涂覆氚渗透屏障层(Tritium Permeation Barrier,TPB)是一种经济有效的手段,不过目前大多数氚渗透屏障层的制备工艺方法不易于在工业上进行推广,特别是小口径不锈钢管道的内壁涂层。为解决该问题,本论文针对先进核能与氢能发展的实际需求,从涂层设计、制备工艺及涂覆工艺出发,发展了一种低成本、适合在小口径管道内壁及异形件内外涂覆的高性能涂层及技术。通过系统研究不同工艺参数以及组分配比对复合涂层形貌与性能的影响,确定涂层的制备工艺参数,同时研究了LaO这类稀土金属氧化物的加入对复合涂层的性能影响。主要研究结果如下:(1)不同烧结温度、氧化物及玻璃粉跟无机硅胶粘剂的配比对α-AlO/SiO复合涂层表面形貌影响。系统研究发现在质量比为α-AlO:SiO:低温玻璃粉=1:2:1的配方下,混合粉体与无机硅胶粘剂的质量比为1:4时,在850℃下进行高温烧结,可以制备得到表面质量较为优异的涂层,涂层厚度大约为61.8μm。复合涂层表面平整、光滑、致密,具有较高的光泽度,并且无裂纹和孔洞等缺陷产生。(2)α-AlO/SiO复合涂层的相关物理性能。该复合涂层显微硬度为519.91HV,远大于316L不锈钢基体与α-AlO单组份涂层。同时该复合涂层与基体有良好的结合力,声发射法测试得到的结合力为37.95 N。在抗热震性能方面,该复合涂层在750℃的温度下经过10次热循环之后除了部分边缘收缩外,涂层表面没有产生裂纹及孔洞。该涂层的阻氘渗透性能方面十分优异,在650℃下达到稳态时,其PRF高达46340。(3)LaO、CeO、ErO稀土氧化物的添加对α-AlO/SiO复合涂层体系中的形貌及性能影响。在上述工作基础上制备了α-AlO/SiO/LaO复合涂层。该复合涂层体系的形貌比α-AlO/SiO复合涂层相比较略微粗糙,在管道内壁轴向与纵向上的厚度在50～70μm之间,分布较为均匀,并且涂层表面显微硬度达到599.2 HV,提升较为明显。该体系基体结合力为25.70 N,要比α-AlO/SiO复合涂层低。在650℃下,该复合涂层的PRF为955,随温度变化与α-AlO/SiO复合涂层呈现不同的渗透特性。

关键词：氚渗透阻挡层不锈钢管道内壁陶瓷烧结阻氢性能显微组织结构

Ti3C2Tx及Ti3C2Tx/Co3O4复合材料的结构表征与吸波性能研究

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Ti3C2Tx及Ti3C2Tx/Co3O4复合材料的结构表征与吸波性能研究

作者：甘文翔哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着现代社会的到来,电磁波已经遍布我们的生活,在提高生活质量促进社会发展的同时,也悄悄地造成不可见的污染。高精度的电子仪器会由于电磁干扰而出现信息错误、功能受损、精度降低;公共交通会由于电磁干扰而出现延误或事故;医疗器械... 详细信息

随着现代社会的到来,电磁波已经遍布我们的生活,在提高生活质量促进社会发展的同时,也悄悄地造成不可见的污染。高精度的电子仪器会由于电磁干扰而出现信息错误、功能受损、精度降低;公共交通会由于电磁干扰而出现延误或事故;医疗器械会发生畸变失真和误报;长时间生活在具有电磁污染的环境中,会损害中枢神经系统和造成心脑血管疾病。因此,屏蔽多余电磁干扰,减轻电磁污染意义重大,而屏蔽电磁波材料可能会导致电磁波折射,引起二次污染,吸波材料则会将电磁波吸收进材料内部并将其转化为其他形式的能量(主要是热能)耗散掉。二维材料作为近年来崛起的新型材料,由于其鲜明的优点而广泛受到各界的关注,MXene就是其中的典型代表。其密度低,具有多层结构、大小不等的孔洞结构、丰富的表面官能团、大的比表面积及良好的导电性能,这些都十分契合吸波材料的要求。本文围绕MXene及其复合物的制备与吸波性能开展了以下研究。原位刻蚀制备出二维纳米材料TiCT。结构分析表明,TiCT少层或单层纳米片具有典型层片状结构,层间距1.34 nm。测试了不同质量分数的TiCT作为吸波剂添加时的电磁参数和吸波性能。研究表明,随着添加的TiCT质量分数增大,电损耗能力提高,而磁损耗较低,也证明了TiCT是介电材料而非铁磁性材料。不同质量分数(40wt%、50wt%、60wt%)的TiCT均表现出一定的吸收电磁波的能力,其中40wt%添加量的样品在18GHz频率,厚度5.5mm时,最低反射损耗值为-10d B,表明TiCT仅依靠介电损耗这一机制,具有吸波材料的潜质。制备了TiCT/CoO复合材料,通过磁性粒子CoO在TiCT片层间生长,可以优化TiCT材料的各项电磁参数,优化阻抗匹配值,促使更多电磁波进入材料内部,提高吸收效率。测试了TiCT/CoO复合材料在添加量40 wt%、50 wt%、60 wt%的试样的电磁参数,并依此分析了吸波机理。40wt%吸波剂填充量下,在14GHz频率,厚度3.0mm时,最低反射损耗值为-28d B,有效吸波带宽为6GHz。50wt%吸波剂填充量下,在10GHz频率,厚度5.5mm时,最低反射损耗值为-25d B,有效吸波带宽为7GHz。60wt%吸波剂填充量下,在16GHz频率,厚度5.5mm时,最低反射损耗值为-23d B,有效吸波带宽为6GHz。

关键词： Ti3C2Tx Co3O4 显微组织结构吸波性能

双步球磨和放电等离子烧结TiAl基合金的显微组织和力学性能(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第5期22卷 1086-1091页

作者：肖树龙徐丽娟陈玉勇于宏宝哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001 西北工业大学材料科学与工程学院西安710072

采用双步球磨法和放电等离子烧结技术制备细晶Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta-0.225Y（摩尔分数,%）合金,并研究烧结温度、显微组织和力学性能之间的关系。结果表明：双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸为20～40μm,主要由TiAl和Ti3Al... 详细信息

采用双步球磨法和放电等离子烧结技术制备细晶Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta-0.225Y（摩尔分数,%）合金,并研究烧结温度、显微组织和力学性能之间的关系。结果表明：双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸为20～40μm,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体由主相TiAl、少量的Ti3Al相及Ti2Al和TiB2相组成。当烧结温度为900℃时,烧结块体获得的主要组织是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~200nm的范围内,合金的压缩断裂强度为2769MPa,压缩率为11.69%,抗弯强度为781MPa;当烧结温度为1000℃时,等轴晶粒明显长大,TiB2相明显增多,合金的压缩断裂强度为2669MPa,压缩率为17.76%,抗弯强度为652MPa。随着烧结温度的升高,合金的维氏硬度由658降低到616。压缩断口形貌分析表明,合金的断裂方式为沿晶断裂。

关键词： TiAl基合金机械合金化放电等离子烧结显微组织结构力学性能

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四种镁铁铝材料的物相组成与显微结构表征

人工晶体学报 2014年第11期43卷 2908-2912页

作者：丁达飞李志坚栾旭吴锋辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院鞍山114051

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁载体,在控制试样化学组成接近的前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样。采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微组织结构进行分析表征。结果表明:... 详细信息

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁载体,在控制试样化学组成接近的前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样。采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微组织结构进行分析表征。结果表明:铁铝尖晶石试样中,存在(Mg,Fe2+)Al2O4复合相,其中铁以Fe2+的形式存在,并产生少量镁铁尖晶石脱溶物;镁铁砂试样中,形成Mg(Fe3+,Al)2O4复合相,铁以Fe3+的形式存在,并产生了Al Fe2O4连续固溶体相;烧结铁载体试样的显微结构中存在较多微气孔,电熔铁载体试样显微组织结构致密。

关键词：镁铁铝尖晶石材料铁载体物相组成显微组织结构

SrTiO_3织构陶瓷的显微组织结构和介电性能

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人工晶体学报 2014年第1期43卷 47-52页

作者：李金锦高峰黄茜茜刘亮亮李志强西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室西安710072

以片状的SrTiO3(ST)粉体为模板晶粒,以固相法合成的掺杂Bi2O3的SrTiO3粉体为基体粉料,采用反应模板晶粒生长法(RTGG)结合流延成型工艺制备出SrTiO3织构陶瓷,研究了烧结工艺参数对SrTiO3织构陶瓷显微组织结构和介电性能的影响规律。研究... 详细信息

以片状的SrTiO3(ST)粉体为模板晶粒,以固相法合成的掺杂Bi2O3的SrTiO3粉体为基体粉料,采用反应模板晶粒生长法(RTGG)结合流延成型工艺制备出SrTiO3织构陶瓷,研究了烧结工艺参数对SrTiO3织构陶瓷显微组织结构和介电性能的影响规律。研究结果表明:SrTiO3织构陶瓷的晶粒沿(100)晶面择优取向生长,陶瓷的织构度随着烧结温度的升高和保温时间的延长而增大,在1550℃下保温16 h的陶瓷试样织构度最大,达到0.56。SrTiO3织构陶瓷的介电常数随着织构度的增加而增大,并呈现出介电各向异性。

关键词：钛酸锶织构陶瓷反应模板晶粒生长法显微组织结构介电性能

冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构和力学性能研究

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功能材料 2024年第3期55卷 3107-3112页

作者：李瑞祺丁翔丁彰雄武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063

以Q235钢为基体制备高压冷喷涂Zn-Al合金涂层,研究了基体粗糙度对冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构、显微硬度和结合强度的影响。研究表明,冷喷涂Zn-Al合金涂层具有致密的组织结构,涂层孔隙率在0.5%以下,并且在喷涂过程中没有产生粉末相变... 详细信息

以Q235钢为基体制备高压冷喷涂Zn-Al合金涂层,研究了基体粗糙度对冷喷涂Zn-Al合金涂层组织结构、显微硬度和结合强度的影响。研究表明,冷喷涂Zn-Al合金涂层具有致密的组织结构,涂层孔隙率在0.5%以下,并且在喷涂过程中没有产生粉末相变和氧化,随着基体粗糙度增加,涂层-基体界面的机械咬合得到明显改善。基体粗糙度对涂层显微硬度的影响主要集中在涂层-基体界面附近,随着基体粗糙度增加,该界面附近涂层的显微硬度随之增加,而远离该界面的涂层显微硬度受基体粗糙度的影响不大。基体粗糙度对涂层结合强度有显著影响,当基体粗糙度由1.6增加到10.2μm时,涂层结合强度由7.5增加到46.4 MPa,拉伸断裂失效模式由粘着断裂转变为粘着断裂、粘聚断裂的复合失效模式。

关键词：冷喷涂技术粗糙度显微组织结构显微硬度结合强度

镁合金薄壁管材挤压-剪切扩径成形工艺及组织性能研究

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镁合金薄壁管材挤压-剪切扩径成形工艺及组织性能研究

作者：梁鹏程重庆理工大学

学位级别：硕士

镁及其合金是实际工程应用中最轻的金属结构材料,具有广阔的应用前景。挤压加工是镁合金管材最常见的生产方式。管材通过扩径成形的方式能够减小成形设备的体积,降低生产成本。本文在课题组前期的研究基础上提出将挤压、剪切、扩径三道... 详细信息

镁及其合金是实际工程应用中最轻的金属结构材料,具有广阔的应用前景。挤压加工是镁合金管材最常见的生产方式。管材通过扩径成形的方式能够减小成形设备的体积,降低生产成本。本文在课题组前期的研究基础上提出将挤压、剪切、扩径三道工序结合起来的新型镁合金管材大塑性变形方式即管材（Tube）挤压（Extrusion）—剪切（Shear）—扩径（Expander）成形工艺（简称TESE）。通过有限元模拟、成形实验、微观组织结构表征、力学性能测试等相关工作探究了TESE成形管材与普通成形管材在力学性能与显微组织结构上的差异性;研究了TESE工艺成形过程中的显微组织演变以及不同工艺参数（温度、剪切角）对成形管材的影响规律。主要结论如下:1.TESE成形过程中随着行程的增加载荷值不断增大,最后进入稳定挤压阶段,载荷值趋于一个定值。TESE工艺的最大扩径比能够达到3,但当扩径比为2.5时出现了流动不均匀的现象以及损伤值分布均匀性变差,此时管材的部分区域可能会有大量裂纹的萌生。成形温度的升高以及摩擦的降低会导致相同行程下所需载荷的降低;增大成形速度会使得在相同行程下,变形区以及管材成形区的温度升高,温度场分布的均匀性变差;剪切角的减小会使得管材应变量的增大,同时随着剪切角的减小,应变的均匀性也会随之降低,剪切转角处是整个变形区应变最大的位置。2.对比于普通成形的管材,TESE工艺成形管材的晶粒尺寸要更加细小且分布更加均匀;普通挤压成形的管材呈现的断口形貌多为准解理断裂的特征而TESE工艺所成形管材的断口特征为韧性断裂的特征,在力学性能（硬度、强度、延伸率）TESE管材也优于普通挤压成形管材。TESE成形管材的抗拉强度在290MPa左右,而普通成形管材的抗拉强度只有230MPa。相比于普通挤压成形,扩径剪切段的加入,能有效的弱化管材的基面织构,促进动态再结晶的程度,能使更多的晶粒处于软位向。3.在TESE成形的过程中,晶粒经过不断破碎、反复再结晶后形成均匀细小的等轴晶粒。随着变形的进行,基面织构的强度得到弱化、再结晶晶粒的比例不断提高以及基面滑移系的SF值增大。在TESE成形过程中出现了{10-12}拉伸孪晶,成形管材中,孪晶消失。4.随着剪切角度α的减小（应变量的增大）,成形管材的晶粒尺寸变小,同时均匀性也会变差。当剪切角α为130°时,管材的强度、硬度值最高。140°剪切角下所成形的管材塑性最好。随着剪切角度的减小,基面织构发生偏转,极图的弥散程度加强;剪切角度α为140°和130°时,沿ED方向加载时,基面滑移系的SF均值都在0.3以上,剪切角度为150°时基面滑移系的SF均值只有0.25。5.在一定的温度区间内,温度的升高导致晶粒尺寸的增大;温度对成形管材的硬度值影响较小;温度的升高导致基面织构的强度减弱;在一定范围内的温升也会促进管材再结晶的程度,440℃成形时,管材的再结晶比列达到了90%以上,只有极少部分的晶粒处于亚结构和变形状态;410℃成形时,沿ED方向拉伸时的基面滑移系SF均值最高。根据力学性能以及微观组织结构,对所考虑的两个因素（温度和剪切角度）进行综合分析得出:剪切角度为140°;温度为410℃是最优的工艺参数。

关键词：镁合金有限元模拟 TESE工艺显微组织结构力学性能