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第三代半导体互连材料与低温烧结纳米铜材的研究进展

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无机材料学报 2024年第1期39卷 17-31页

作者：柯鑫谢炳卿王忠张敬国王建伟李占荣贺会军汪礼敏中国有研科技集团有限公司金属粉体材料产业技术研究院北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 有研粉末新材料股份有限公司北京101407 重庆有研重冶新材料有限公司重庆401431

半导体材料是现代科技发展和产业革新的核心,随着高频、高压、高温、高功率等工况的日趋严峻及“双碳”目标的需要,以新型碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料逐步进入工业应用。半导体产业的贯通以及市场规模的快速扩... 详细信息

半导体材料是现代科技发展和产业革新的核心,随着高频、高压、高温、高功率等工况的日趋严峻及“双碳”目标的需要,以新型碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料逐步进入工业应用。半导体产业的贯通以及市场规模的快速扩大,导致摩尔定律正逐渐达到极限,先进封装互连将成为半导体行业关注的焦点。第三代半导体封装互连材料有高温焊料、瞬态液相键合材料、导电胶、低温烧结纳米Ag/Cu等几个发展方向,其中纳米Cu因其优异的导电导热性、低温烧结特性和良好的可加工性成为一种封装互连的新型方案,具有低成本、高可靠性和可扩展性,近年来从材料研究向产业链终端应用贯通的趋势非常明显。本文首先介绍了半导体材料的发展概况并总结了第三代半导体封装互连材料类别;然后结合近期研究成果进一步围绕纳米Cu低温烧结在封装互连等电子领域中的应用进行重点阐述,主要包括纳米铜粉的粒度、形貌、表面处理和烧结工艺对纳米铜烧结体导电性能和剪切性能的影响;最后总结了目前纳米铜在应用转化中面临的困境和亟待解决的难点,并展望了未来的发展方向,以期为低温烧结纳米铜领域的研究提供参考。

关键词：半导体封装互连低温烧结纳米铜综述

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增韧PA6低压成型的性能

弹性体 2024年

作者：张宜鹏金尚林廖辉荣高丙轮曹金波北京华腾京研科技有限公司

对聚烯烃弹性体增韧尼龙6材料进行了低压成型制样及力学性能测试,并与注塑试样进行对比,发现低压成型试样性能与注塑试样性能存在差异,冲击强度大幅降低,但拉伸断裂强度差异不大。通过DSC、红外、扫描电镜和偏光显微镜对试样的结晶过程... 详细信息

对聚烯烃弹性体增韧尼龙6材料进行了低压成型制样及力学性能测试,并与注塑试样进行对比,发现低压成型试样性能与注塑试样性能存在差异,冲击强度大幅降低,但拉伸断裂强度差异不大。通过DSC、红外、扫描电镜和偏光显微镜对试样的结晶过程、晶型结构、微观形态与结晶大小进行了分析,结果表明冷却速率对低压成型试样冲击强度的影响主要是由于对结晶度和结晶尺寸产生了影响,而增韧剂分散状态和晶型结构没有变化。

关键词：尼龙6 增韧低压成型冷却速率

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硅烷偶联剂改性核壳丙烯酸酯乳液的合成

精细化工 2024年第7期41卷 1615-1624页

作者：丁帅帅程相林亓子怡王小平郑州大学化工学院河南郑州450001 南通高盟新材料有限公司江苏南通226407 北京高盟新材料股份有限公司北京102502

为了解决传统丙烯酸乳液“热黏冷脆”的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,硅烷偶联剂为改性单体,制备了软核硬壳粒子的核壳结构丙烯酸酯乳液。设计结构,探究交联单体对乳液性能的影响。采用FTIR、TG、DS... 详细信息

为了解决传统丙烯酸乳液“热黏冷脆”的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,硅烷偶联剂为改性单体,制备了软核硬壳粒子的核壳结构丙烯酸酯乳液。设计结构,探究交联单体对乳液性能的影响。采用FTIR、TG、DSC对其进行了表征,测试了乳液的粒径。结果表明,当w(St)=15.0%(以核层和壳层所有单体的质量为基准,下同),核层与壳层的理论玻璃化转变温度(T_(g))分别为–10.0和30.0℃,核层交联单体乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和壳层交联单体γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)的质量分数分别为3.0%和2.0%时,乳液的稳定性和成膜性较好。与未加交联单体的均相粒子结构相比,核壳结构聚合物的最大热黏温度提高90℃,吸水率降低10.77%,缓解了水墨涂层的高温回黏问题,提高了涂膜的耐水性和耐热性。

关键词：水性油墨连接料丙烯酸酯乳液硅烷偶联剂核壳结构丙烯酸系列化学品

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碳化硼陶瓷与高氮钢钎焊接头组织和性能

焊接学报 2024年第5期45卷 113-118页

作者：杨晶薛鹏张永锋房旭江晨雨石凯北京空间机电研究所北京100190 南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 杭州华光焊接新材料股份有限公司杭州311107

使用Ag-Cu-Ti钎料实现了碳化硼(B_(4)C)陶瓷与高氮钢之间的可靠钎焊连接,研究了Ti元素含量对Ag-Cu-Ti钎料润湿铺展性能的影响,分析了Ti元素影响钎焊接头界面组织的作用机制,并在室温条件下测试了钎焊接头的抗剪强度.结果表明,当钎料Ag-C... 详细信息

使用Ag-Cu-Ti钎料实现了碳化硼(B_(4)C)陶瓷与高氮钢之间的可靠钎焊连接,研究了Ti元素含量对Ag-Cu-Ti钎料润湿铺展性能的影响,分析了Ti元素影响钎焊接头界面组织的作用机制,并在室温条件下测试了钎焊接头的抗剪强度.结果表明,当钎料Ag-Cu-Ti钎料中的Ti元素含量为4.5%时,钎料在B_(4)C陶瓷与高氮钢上均表现出良好的润湿性能,铺展形貌良好,铺展面积更大,在钎焊温度910℃,保温时间25 min的焊接条件下,Ti元素含量为4.5%的钎料与B_(4)C陶瓷和高氮钢均实现了良好的冶金结合,显微组织分析结果表明,钎焊接头组织在陶瓷侧反应层存在TiB和TiC,而在高氮钢侧反应层中出现了TiFe_(2),TiN和CuTi_(2),B_(4)C陶瓷/高氮钢钎焊接头的最大抗剪强度为54 MPa.

关键词： Ag-Cu-Ti钎料碳化硼陶瓷高氮钢润湿铺展性能抗剪强度

薄壁结构件毛坯去应力分析与铣削加工变形有限元模拟研究

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机械科学与技术 2024年第1期43卷 96-102页

作者：徐飞飞刘其广吕杰金鑫北京航空材料研究院股份有限公司北京100095

薄壁件在航空航天领域应用广泛,其制造精度直接决定了装备的服役性能。然而,由于热处理的影响,导致薄壁件在加工之前存在残余应力。如果控制不当极易导致零件超差。因此,本文以7075铝合金板材为研究对象,分析了残余应力在板料淬火与预... 详细信息

薄壁件在航空航天领域应用广泛,其制造精度直接决定了装备的服役性能。然而,由于热处理的影响,导致薄壁件在加工之前存在残余应力。如果控制不当极易导致零件超差。因此,本文以7075铝合金板材为研究对象,分析了残余应力在板料淬火与预拉伸时产生的原理。进一步,采用有限元方法作为工具,对7075毛坯在淬火和预拉伸法过程中残余应力的产生进行了模拟。通过模拟发现,当毛坯件被拉伸约3%,塑性应变量约为2.4%时,淬火残余应力消除可达91.2%。在降低残余应力的基础上,本文建立了薄壁结构件铣削加工仿真模型,模拟了多因素耦合作用下的铣削加工变形,并通过铣削实验验证了仿真结果的正确性。

关键词：去应力薄壁结构件有限元模拟残余应力加工变形

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基于迟滞回线的航空相机减振器特性研究

兵器材料科学与工程 2024年第3期47卷 114-119页

作者：涂春潮计臣张雪颂陈子昂苑宇北京航空材料研究院股份有限公司北京100095

橡胶减振器具有优异的阻尼减振功能,且结构简单、可设计性强,在航空相机领域具有重要的研究与应用价值。用高阻尼硅橡胶材料制备航空相机减振器,通过迟滞回线法对其静刚度、动刚度、损耗因子的影响因素进行研究。结果表明:筒式航空相机... 详细信息

橡胶减振器具有优异的阻尼减振功能,且结构简单、可设计性强,在航空相机领域具有重要的研究与应用价值。用高阻尼硅橡胶材料制备航空相机减振器,通过迟滞回线法对其静刚度、动刚度、损耗因子的影响因素进行研究。结果表明:筒式航空相机减振器的静刚度随位移的增加先降后增;动刚度随频率和预压缩量的提高而提高,随动位移的增加而降低;损耗因子随位移的增加先降后增,随频率和预压缩量的增加而增加。当预压缩量一定时航空相机减振器的损耗因子由约为0.2,提高至0.6以上。

关键词：航空相机硅橡胶减振器迟滞回线静刚度动态特性

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一步法合成氨基负载固体二氧化碳吸附材料

高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 1-7页

作者：陈熹圣冀昕航李岚新邹威梁胜轲张晨北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 中国中化股份有限公司北京100031

将丙烯酸十八酯(OA)与支化聚乙烯亚胺(B-PEI)进行迈克尔(Michael)加成反应合成了PEI-OA两亲性接枝共聚物,将其作为大分子乳化剂引入浓乳液体系,利用乳液模板制得了氨基负载的聚苯乙烯多孔材料,实现了一步法制备氨基负载固体CO_(2)吸附... 详细信息

将丙烯酸十八酯(OA)与支化聚乙烯亚胺(B-PEI)进行迈克尔(Michael)加成反应合成了PEI-OA两亲性接枝共聚物,将其作为大分子乳化剂引入浓乳液体系,利用乳液模板制得了氨基负载的聚苯乙烯多孔材料,实现了一步法制备氨基负载固体CO_(2)吸附材料。研究了大分子乳化剂的结构、乳化剂用量,以及浓乳液的分散相体积分数对吸附材料的微观形貌及CO_(2)吸附量的影响,结果表明,所制备的PEI-OA乳化剂更倾向于形成O/W型乳液,形成了颗粒紧密堆积型的多孔结构,并且多孔通道会随着乳化剂与分散相体积分数的改变而变化。采用气体吸附分析仪测定了氨基负载多孔聚合物材料的CO_(2)吸附量,结果表明,PEI含量、乳化剂用量和分散相体积分数的适度增加均能提高产物对CO_(2)的吸附量,吸附量最高可达到2.65mmol/g。样品的循环性能测试显示,材料循环使用5次后吸附能力仅下降了0.15%,表明所制备的氨基负载二氧化碳吸附材料具有良好的工业应用前景。

关键词：大分子乳化剂一步法乳液模板法 CO_(2)吸附氨基负载

热处理对增材制造TS5镍基高温合金组织与性能的影响

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金属热处理 2024年第4期49卷 116-122页

作者：谭科杰谢锦丽秦海龙徐斌董行毕中南张继钢铁研究总院有限公司高温合金新材料北京市重点实验室北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司平度分公司山东青岛266736

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备TS5镍基高温合金,通过不同保温温度、升温速率和保温时间的热处理工艺,分析了热处理对SLM成形TS5合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态TS5合金裂纹占比0.07%,平均晶... 详细信息

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备TS5镍基高温合金,通过不同保温温度、升温速率和保温时间的热处理工艺,分析了热处理对SLM成形TS5合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态TS5合金裂纹占比0.07%,平均晶粒截面粒径为66.94μm,具有低的打印成形开裂倾向与稳定的成形组织。沉积态TS5合金以0.1℃/s升温至900℃时,γ′相在升温过程中析出。而较快的升温速率可以抑制TS5合金在升温过程中γ′相的析出,特别是当升温速率大于50℃/s时,γ′相的析出被完全抑制。在850℃下分别保温10、60、240 min时,γ′相体积分数分别为26.2%、37.7%和47.1%,析出量逐渐增加;γ′相尺寸分别为22.2、40.5、58.9 nm。拉伸测试显示,沉积态TS5合金随着热处理温度升高,抗拉强度逐步降低,650℃与750℃的屈服强度分别为873 MPa和768 MPa;850℃和950℃的拉伸过程出现脆断现象。电子背散射衍射(Electron back-scatter diffraction,EBSD)发现裂纹主要出现在大角度晶界处。综上所述,合理的快速升温配合短时保温有利于避免升温过程的相变内应力,有效提升晶界强度,对SLM成形TS5合金避免热处理过程的畸变开裂至关重要。

关键词：镍基高温合金选区激光熔化热处理组织性能裂纹

柠檬酸改性低分子量减水剂的合成、性能及机理

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材料导报 2024年第2期38卷 258-263页

作者：卢通钱珊珊刘晓高瑞军郑春扬江苏奥莱特新材料股份有限公司江苏省(奥莱特)混凝土高分子助剂工程技术研究中心南京211505 北京工业大学材料与制造学部北京100124 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

以柠檬酸(CA)和聚乙二醇聚丙二醇单甲醚(MPEPPG)为主要反应原料,通过酯化反应合成一种柠檬酸改性低分子量减水剂(LMWS)。通过红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱测试获得合成减水剂的结构参数信息。同时通过动态光散射(DLS)、水泥净浆Zeta电... 详细信息

以柠檬酸(CA)和聚乙二醇聚丙二醇单甲醚(MPEPPG)为主要反应原料,通过酯化反应合成一种柠檬酸改性低分子量减水剂(LMWS)。通过红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱测试获得合成减水剂的结构参数信息。同时通过动态光散射(DLS)、水泥净浆Zeta电位、减水剂对水泥的吸附性能、水泥净浆凝结时间、水泥水化热、水泥净浆塑性粘度、水泥净浆流动度及混凝土性能等研究对比了相同酸醚比(n(CA)∶n(MPEPPG)=1∶1)时不同分子量LMWS的综合性能。结果表明:相同掺量条件下,分子量适中的LMWS-3显著降低水泥净浆的塑性粘度并延缓水泥的水化进程,具有优异的初始分散和分散保持性能。

关键词：柠檬酸酯化低分子量减水剂混凝土