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温度梯度下Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点热迁移及界面反应行为

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焊接学报 2024年第4期45卷 71-78,I0007页

作者：李瑞乔媛媛任晓磊赵宁大连理工大学材料科学与工程学院大连116042

探究了焊点平均温度为110℃(时效)及180℃(回流)时,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在温度梯度作用下的原子热迁移行为及界面反应行为.结果表明,在时效过程中,因Bi相的网状结构,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点冷、热两端界面金属间化合物(intermetallic compo... 详细信息

探究了焊点平均温度为110℃(时效)及180℃(回流)时,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在温度梯度作用下的原子热迁移行为及界面反应行为.结果表明,在时效过程中,因Bi相的网状结构,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点冷、热两端界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)呈现对称性生长.在温度梯度为1000℃/cm时,未发生明显的Bi原子迁移现象,但当温度梯度达到或超过1300℃/cm时,Bi原子会由热端向冷端界面迁移,并在冷端界面处偏聚.在回流过程中,温度梯度驱动Cu原子由微焊点热端向冷端界面迁移,导致两端界面IMC呈非对称性生长,而并未发现Bi原子的热迁移行为.因此,当Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点中钎料呈液态时,温度梯度仅驱动了Cu原子的热迁移,并未致使Bi原子发生热迁移;当钎料呈固态时,在较低温度梯度下Cu和Bi原子均不发生明显的热迁移,但较高的温度梯度会引发Bi原子的热迁移.

关键词：微焊点 Sn-58Bi 热迁移界面反应 Bi相偏聚

Cf/C-SiC烧蚀行为及激光复合超声磨削可行性研究

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表面技术 2024年第4期53卷 162-174页

作者：吴东江蔡昕彤李正董志刚马广义鲍岩康仁科牛方勇大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

目的揭示激光与Cf/C-SiC陶瓷基复合材料相互作用机理,分析激光能量密度对材料形性演变的影响规律。提出Cf/C-SiC陶瓷基复合材料激光复合超声磨削加工方案,探究硬脆材料多能场复合加工的可行性。方法使用不同能量密度的激光束扫描Cf/C-Si... 详细信息

目的揭示激光与Cf/C-SiC陶瓷基复合材料相互作用机理,分析激光能量密度对材料形性演变的影响规律。提出Cf/C-SiC陶瓷基复合材料激光复合超声磨削加工方案,探究硬脆材料多能场复合加工的可行性。方法使用不同能量密度的激光束扫描Cf/C-SiC陶瓷基复合材料表面,以明确材料烧蚀行为。在材料表面预制不同间距的平行纹理沟槽,进而对比传统磨削、超声辅助磨削和激光复合超声磨削的加工效果,同时研究不同扫描间距的预制沟槽对磨削效果的影响规律。结果陶瓷基复合材料(CMC)在激光作用下可呈现2种截然不同的状态,改性状态时材料以氧化等热化学变化为主,样件内出现热影响区和裂纹区。烧蚀状态时材料以热物理和热机械变化为主,样件内出现烧蚀凹坑、重铸层、热影响区和裂纹区。纤维束中界面经整体脱黏后,裂纹向下延伸并发生偏转。基体中的裂纹多起源于纤维界面处,并在扩展过程中发生偏转、分叉。激光烧蚀作用可改变材料的可加工性,有利于后续超声磨削加工。激光复合超声磨削的两方向磨削力相较传统磨削分别减小了51.4%和56.5%,同时表面粗糙度Sa可降低至4.228μm。结论激光复合超声磨削可有效降低磨削力和加工表面粗糙度,从而提高加工质量,该方法在实现硬脆材料高质量低成本加工方面具有较大的潜能。

关键词：陶瓷基复合材料激光超声磨削多能场微观形貌磨削力

钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 82-89页

作者：李干康仁科董志刚王浩王中旺鲍岩大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合... 详细信息

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律,为制定合理的磨削工艺提供依据.通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺.研究结果表明,钨合金磨削过程中砂轮易磨损,超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工.金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性.通过改进磨削参数,钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18.9nm,实现了镜面磨削效果.

关键词：磨削加工表面粗糙度钨合金砂轮磨损磨削参数

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一种基于新非比例因子的多轴低周疲劳寿命预测模型研究

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中国造船 2024年第1期65卷 40-51页

作者：陈景杰董拉加黄一刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强... 详细信息

非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强化系数代替诸多临界平面模型中的非比例附加强化系数,避免了复杂的试验过程和数据拟合引入的误差,反映了无明显附加强化效应材料自身的非比例特性;综合路径和材料因素的影响提出了新的非比例因子,结合临界平面法建立多轴低周疲劳寿命预测模型,预测了13种材料的多轴低周疲劳寿命。通过与试验数据比较表明,基于新非比例因子建立的多轴低周疲劳寿命预测模型具有较高的预测精度和材料适用性。

关键词：多轴低周疲劳临界平面法非比例附加强化效应路径非比例度静态强化系数寿命预测

本科生综合实验:4-[二(4-甲基苯)氨基]苯甲醛合成与变色性能研究

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色谱 2024年第3期42卷 304-309页

作者：潘玉珍薛寒高雅琳胡舒蕊张文珠大连理工大学化学学院辽宁大连116024

针对有机合成实验缺少性质研究、仪器分析实验分析方法相对独立的问题,本项目基于机械致荧光变色材料在化学前沿领域的研究,设计了一个本科生综合实验。以4,4′-二甲基三苯胺为原料,通过Vilsmeier-Haack反应合成了4-[二(4-甲基苯)氨基]... 详细信息

针对有机合成实验缺少性质研究、仪器分析实验分析方法相对独立的问题,本项目基于机械致荧光变色材料在化学前沿领域的研究,设计了一个本科生综合实验。以4,4′-二甲基三苯胺为原料,通过Vilsmeier-Haack反应合成了4-[二(4-甲基苯)氨基]苯甲醛,并通过质谱、红外吸收光谱和核磁共振波谱对其结构进行了表征;然后通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等对其溶剂化变色和机械致荧光变色现象进行了研究,并通过X射线粉末衍射对其机械致荧光变色机理进行了探讨。本项目将有机合成与仪器分析实验相结合,形成合成及变色性能一体化研究,实验综合性强,现象有趣,是一个兼具趣味性、科学性和综合性的本科生创新实验。该实验可以很好地激发学生对化学研究的兴趣,锻炼多项实验操作能力,提升学生的综合科研素质。

关键词：综合性实验三苯胺类化合物溶剂化变色机械致荧光变色

长期时效条件下Cr、Mo、W对DD98M合金铸态组织与性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 726-735页

作者：夏鹏辉王伟强鹿超曹铁山闵小华大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

基于团簇加连接原子模型和镍基高温合金理想成分式,对DD98M合金进行成分解析和再设计,降低Cr、Mo、W元素含量,得到DD98MC合金。利用真空感应熔炼制备2种合金的母合金,并进行固溶时效和1273 K下的长期时效。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜... 详细信息

基于团簇加连接原子模型和镍基高温合金理想成分式,对DD98M合金进行成分解析和再设计,降低Cr、Mo、W元素含量,得到DD98MC合金。利用真空感应熔炼制备2种合金的母合金,并进行固溶时效和1273 K下的长期时效。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等测试方法对2种合金时效后的铸态组织进行研究,分析高温长期时效和Cr、Mo、W对合金铸态组织和性能的影响。结果表明,长期时效会引起γ’相的部分分解,促进元素扩散,加剧元素偏析。随长期时效时间的延长,γ’相粗化长大乃至出现筏化,硬度降低,错配度绝对值减小,γ’相立方度降低。随Cr、Mo、W元素含量降低,错配度绝对值减小,γ’相立方度降低,硬度降低。DD98M合金长期时效出现了γ’相筏化,在晶界和晶内有粗大的γ’相形成和大量的σ相析出。DD98MC合金长期时效只在晶界处有σ相和MC型碳化物析出。与DD98M相比DD98MC有更好的组织稳定性和机械性能。

关键词： DD98M 团簇加连接原子模型铸态组织长期时效 Cr/Mo/W

杂萘联苯双马来酰亚胺封装基板材料的制备与性能

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 112-122页

作者：牛慧敏李战胜宗立率大连理工大学化工学院高分子材料系辽宁大连116024

针对高精密度电子芯片对封装基板材料耐热性不断提出新的要求,合成了一种杂萘联苯双马来酰亚胺(DHPZBMI)和新型固化剂二烯丙基联苯二酚(DABP)来制备高耐热性封装基板材料。通过熔融共混的方式,使用DHPZBMI、DABP与苯并噁嗪(BOZ)改性商用... 详细信息

针对高精密度电子芯片对封装基板材料耐热性不断提出新的要求,合成了一种杂萘联苯双马来酰亚胺(DHPZBMI)和新型固化剂二烯丙基联苯二酚(DABP)来制备高耐热性封装基板材料。通过熔融共混的方式,使用DHPZBMI、DABP与苯并噁嗪(BOZ)改性商用N,N’-(4,4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺(BDM)树脂,并采用与玻璃纤维布热压的方式制备出复合材料。通过差示扫描量热分析和红外光谱研究了树脂体系的固化过程,同时,进行了流变性能、热性能、力学性能等测试。研究结果表明,体系有宽温域(>100℃)加工窗口,5%热失重温度(T5%)高于395℃,有良好的热稳定性。DHPZBMI的加入有效提高了树脂体系的耐热性,25%的DHPZBMI摩尔添加量使得树脂体系的玻璃化转变温度(Tg)提高了20℃,且随DHPZBMI的增加而升高,最高达288℃。复合材料的Tg也呈现出相同的趋势,BDDB/GF-1的Tg高达314℃。其复合材料弯曲强度最高为821 MPa,弯曲模量达41.2 GPa,介电损耗低至0.011,热膨胀系数低于45×10-6K-1,与铜箔的剥离强度达1.025 N/mm。整个体系具有良好的综合性能,在封装基板领域具有广阔的应用前景。

关键词：双马来酰亚胺烯丙基化合物苯并噁嗪共混改性封装基板

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车辆在非光滑路面的接触动力学分析方法研究

力学学报 2024年第6期56卷 1762-1774页

作者：宋宁宁赵剑公爵李琳辉彭海军大连理工大学机械工程学院汽车工程系辽宁大连116024 大连理工大学力学与航空航天学院工程力学系辽宁大连116024

车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对... 详细信息

车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对整车动力学分析发挥着重要的作用.首先,借助于张拉整体结构的思想,建立轮胎的等效模型.然后,采用拉格朗日乘子方法,将约束方程引入到拉格朗日函数中,并基于第二类拉格朗日方程,推导得到整车系统的一般动力学方程.由于接触碰撞的存在,会导致车辆的状态变量呈现出非连续性.利用牛顿碰撞定律,建立了碰撞响应的非光滑数学列式,并利用光滑化的Fischer-Burmeister函数将非光滑数学列式进行等效替换,以提高计算效率.其次,将摩擦响应的求解转化为优化问题进行描述,以避免求解摩擦方向时出现奇异.另外,将车辆系统的一般动力学模型分解为光滑部分与非光滑部分进行求解,并利用广义α离散策略给出了详细的求解流程.最后,对整车系统展开了多工况的接触碰撞数值仿真,分析了不同工况下的接触响应对整车动力学性能的影响,验证了所提方法的有效性.

关键词：车辆多体系统动力学轮胎建模碰撞摩擦非光滑接触

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匀光阵列微结构模具高性能非接触仿形抛光

机械工程学报 2024年第1期60卷 127-136页

作者：郭江张鹏飞杨哲赵勇李琳光景召张蒙庞桂兵大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000 大连工业大学机械工程与自动化学院大连116034

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的... 详细信息

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的高性能非接触仿形抛光方法,研究了加工间隙和工具转速对材料去除的影响,分析了模具表面质量及面形变化。最后,通过打光测试表征了不同加工方法与元件性能的关系。结果表明,抛光对匀光元件性能提升作用显著,提出的高性能非接触仿形抛光方法可大幅提高塑件匀光性能。抛光后,模具表面粗糙度由初始的164.2 nm Ra下降至8.1 nm Ra,形状精度误差小于0.8μm,同时刀纹和毛刺被有效去除。塑件匀光亮度提升了40.4%,匀光均匀度提升了67.1%,塑件匀光性能显著提升。提出的非接触仿形抛光方法可以为高性能光学微结构元件的制造提供技术支撑。

关键词：匀光元件阵列微结构模具非接触仿形抛光刀纹去除面形保持