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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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加氢站氢压缩机用静态氢压缩材料研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 894-901页

作者：阎有花周少雄江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司江苏常州213002 创明(韶关)绿色能源材料技术研究院有限公司广东韶关512000

加氢站是氢能产业建设的关键环节,氢压缩机是加氢站的核心关键单体设备之一,高密度安全氢压缩材料是加氢站氢压缩机大规模实用化的基础。本文综述了基于优势资源的高密度AB_(2)型储氢材料研究进展,指出了平台压高度匹配的静态氢压缩材料... 详细信息

加氢站是氢能产业建设的关键环节,氢压缩机是加氢站的核心关键单体设备之一,高密度安全氢压缩材料是加氢站氢压缩机大规模实用化的基础。本文综述了基于优势资源的高密度AB_(2)型储氢材料研究进展,指出了平台压高度匹配的静态氢压缩材料,低于100℃下初级、中级和终极放氢平衡压分别达25、45和85 MPa,满足长管拖车、Ⅲ型瓶乘用车和Ⅳ型瓶商用车应用需求。高效氢压缩材料的多级压力匹配,兼容现有加氢系统,促进加氢站氢压缩机工程化应用。

关键词：氢压缩机金属氢化物 Ti基AB_(2)型材料吸放氢平台压

Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 11-16页

作者：林笑罗阳王子龙于敦波肖伟杨伦伟有研稀土新材料股份有限公司北京100088 有研工程技术研究院有限公司材料计算中心北京100088

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合实验数据研究Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性影响。进行了TbCu_(7)型SmFe超胞的搭建,并由计算结果分析了晶胞参数c/a比值、Nb元素占位、高温下Nb元素占位及Nb含量对TbCu_(7)... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合实验数据研究Nb元素掺杂对亚稳相TbCu_(7)型SmFe结构稳定性影响。进行了TbCu_(7)型SmFe超胞的搭建,并由计算结果分析了晶胞参数c/a比值、Nb元素占位、高温下Nb元素占位及Nb含量对TbCu_(7)结构稳定性影响。由计算结果可得,相对于Fe-3g,Fe-6l晶位,Nb元素取代Fe-2e晶位时晶胞具有最低的结合能与形成能,说明Nb进入晶胞结构时优先占据Fe-2e晶位,并且此时结构最稳定;当温度大于870℃时,Nb元素在Fe-2e晶位的占位概率开始下降,Fe-61,Fe-3g晶位的概率开始升高。同时X射线衍射(XRD)图谱表明在850℃左右,TbCu_(7)型SmFe开始向2∶17型SmFe转变,这说明计算结果和实验结果可以很好地吻合起来,由此证明Nb元素占据Fe-2e晶位对结构有很好的稳定作用;随着Nb含量的增加,晶胞发生膨胀,晶胞参数c/a比值开始增大,从另一方面也说明Nb元素的添加可以有效地稳定TbCu_(7)结构。

关键词：钐铁氮第一性原理亚稳相稳定性

碳基单原子催化剂在电催化二氧化碳还原中的研究进展

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化工进展 2024年第10期43卷 5486-5497页

作者：李永恒王文波辛靖吴冲冲苏梦军杨国明中海油化工与新材料科学研究院(北京)有限公司北京102209

电催化CO_(2)还原技术是一种极富潜力的CO_(2)利用手段,开发具有高附加值产品选择性的电催化剂对该技术至关重要。近年来,碳基单原子材料作为一种原子利用率高、化学结构可调的新型催化剂在电催化CO_(2)还原反应中表现出极高的研究价值... 详细信息

电催化CO_(2)还原技术是一种极富潜力的CO_(2)利用手段,开发具有高附加值产品选择性的电催化剂对该技术至关重要。近年来,碳基单原子材料作为一种原子利用率高、化学结构可调的新型催化剂在电催化CO_(2)还原反应中表现出极高的研究价值。本文介绍了电催化CO_(2)还原为不同产物的反应路径,总结了不同金属种类包括Fe、Cu、Ni、Co等的碳基单原子催化剂在电催化CO_(2)还原反应中的催化性能,分别阐述了单原子配位环境调节、电子结构调节、活性位点数量调控等调节策略对催化剂性能和反应过程等的影响。最后针对电催化CO_(2)还原反应碳基单原子催化剂的设计合成,从如何提高生成多碳产物的选择性以及鉴别反应过程中活性位点的真实状态等方面进行了展望。

关键词：二氧化碳电化学催化剂碳基材料单原子

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微纳米铜粉的液相还原法制备及抗氧化研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第9期53卷 2695-2712页

作者：柯鑫谢炳卿王忠张敬国王建伟李占荣胡强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 重庆有研重冶新材料有限公司重庆401431 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 有研纳微新材料(北京)有限公司北京101407

以纳米和亚微米尺度为主的微纳米铜粉,因其具有高导电导热性、低的电化学迁移行为、强的可焊性以及低廉的价格和易得的原料,是现代军工、船舶、航天与尖端科技领域的重要功能材料。针对不同应用特性而对微纳米铜粉的形貌粒度和表面特性... 详细信息

以纳米和亚微米尺度为主的微纳米铜粉,因其具有高导电导热性、低的电化学迁移行为、强的可焊性以及低廉的价格和易得的原料,是现代军工、船舶、航天与尖端科技领域的重要功能材料。针对不同应用特性而对微纳米铜粉的形貌粒度和表面特性有着不同的要求,同时较小的粒度分布和较高的活性以及易氧化的特性对制备和存储提出了更高的要求。液相还原法利用氧化还原反应的机制,通过调控工艺条件可以针对性控制微纳米铜粉的粒径和形貌,并可在此基础上进行表面改性处理改善其抗氧化能力,以达到更好的应用特性。本文综述了液相还原过程中不同调控因素(还原剂、铜源、保护剂、溶剂、反应温度和pH)对微纳米铜粉形貌粒度及分散性的影响,进一步概括了微纳米铜粉抗氧化的3种处理方法(表面包覆、表面晶面重构和表面转化处理),简述了微纳米铜粉在化学催化、医疗抗菌、润滑摩擦和电子浆料等领域的应用现状,总结了微纳米铜粉的应用困境和发展方向,并对其发展前景进行展望,以期为液相还原法制备微纳米铜粉的发展提供借鉴。

关键词：微纳米铜粉液相还原法形貌粒度表面抗氧化应用特性

基于蒽[2,3⁃b]苯并呋喃为核心的高效长寿命蓝光材料

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发光学报 2024年第1期45卷 86-93页

作者：王小伟孙军袁江波张宏科毛涛王晨何海晓田密刘凯鹏杨丹丹李江楠西安瑞联新材料股份有限公司陕西西安710077

设计合成了一种以蒽[2,3-b]苯并呋喃为核心的新型化合物,通过给体咔唑基团修饰得到化合物2-(蒽[2,3-b]苯并呋喃-3-基)-9-苯基-9H-咔唑(ABPCz)。经过掺杂器件研究,ABPCz可以实现蓝光发射,最大电流效率为8.79 cd/A,最大外量子效率为7.8%,C... 详细信息

设计合成了一种以蒽[2,3-b]苯并呋喃为核心的新型化合物,通过给体咔唑基团修饰得到化合物2-(蒽[2,3-b]苯并呋喃-3-基)-9-苯基-9H-咔唑(ABPCz)。经过掺杂器件研究,ABPCz可以实现蓝光发射,最大电流效率为8.79 cd/A,最大外量子效率为7.8%,CIE(0.17,0.23),峰值光谱448 nm,在476 nm处有较强的肩峰,在1000 cd/m2初始亮度下测试器件LT90(亮度衰减到初始亮度的90%)寿命达到153 h。结果表明,蒽[2,3-b]苯并呋喃经过咔唑基修饰可以得到高效、长寿命的蓝光器件,这为设计开发高性能蓝光材料提供了一个新途径。

关键词：有机电致发光蒽[2,3-b]苯并呋喃蓝光荧光材料

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UHSLC制备M2涂层微观组织与界面应力

焊接学报 2024年第10期45卷 88-96页

作者：张楠徐一斐杜博睿王淼辉北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京100083 中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001

利用超高速激光熔覆(ultra-high speed laser cladding,UHSLC)技术在42CrMo钢基体表面制备了M2高速钢涂层.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)对M2涂层的微观组织结构进行了研究.结合原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对纳米玻氏压痕的投影接触面积进行了测量和修正计算,并获得了M2涂层沿截面厚度方向的残余应力分布.结果表明,UHSLC制备的M2涂层稀释率较低,与42CrMo钢基体形成了宽度约为1^(2)μm的熔覆界面,界面冶金结合良好.靠近熔覆界面的M2组织形貌以等轴状为主,中间区呈现大量片状马氏体组织,浅表区由晶内纳米级针状马氏体+晶界“篮网”状晶界碳化物组成.“篮网”状碳化物主要为非稳态V_(4)C_(3)和非稳态Cr_(3)(W_(10)C_(3))_(2),且相互符合[5 15 3]_(V_(4)C_(3))‖[110]_(Cr_(3)(W_(10C_(3)))_(2))和(015)_(V_(4)C_(3))‖[1 15]_(Cr_(3)(W_(10C_(3)))_(2))的平行位相关系.修正计算了pile-up引入的压头接触投影面积,所获得的M2熔覆界面残余应力信息与G&S(Giannakopoulos&Suresh)能量法吻合度较高.当M2熔覆界面位置的残余拉应力达到约300 MPa的峰值后,在42CrMo钢热影响区内呈现应力陡降并随后进入压应力状态.

关键词：超高速激光熔覆显微组织残余应力纳米压痕

锂电添加剂FEC-VC二元体系固液平衡数据的测定及回归

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化工进展 2024年第8期43卷 4246-4252页

作者：向瑞艾波吴高胜李瑜哲宗睿许保云杜丽君上海化工研究院有限公司上海200063 上海华谊三爱富新材料有限公司上海200025

针对熔融结晶技术分离锂电池电解液添加剂存在缺少基础理论数据的问题,本文采用差示扫描量热法(DSC),测定了氟代碳酸乙烯酯(FEC)-碳酸亚乙烯酯(VC)二元固液平衡数据,实验数据表明该二元物系为低共熔型物系。在此基础上采用活度系数法进... 详细信息

针对熔融结晶技术分离锂电池电解液添加剂存在缺少基础理论数据的问题,本文采用差示扫描量热法(DSC),测定了氟代碳酸乙烯酯(FEC)-碳酸亚乙烯酯(VC)二元固液平衡数据,实验数据表明该二元物系为低共熔型物系。在此基础上采用活度系数法进行分析计算,得到了二元体系活度系数数据。借助AspenPlus流程模拟软件的数据回归功能,使用vanlaar、NRTL、Redlich-Kister模型对固液平衡数据进行回归,得到了各模型的回归参数。根据模型计算二元固液平衡数据,并绘制出相应的低共熔型二元固液相图。对各模型回归结果进行对比,结果显示vanlaar模型回归结果偏差较大,Redlich-Kister模型回归所得结果与实验数据较为相符,其平衡温度标准差小于0.005、平均偏差小于1.0K。为FEC-VC的结晶分离技术提供了固液平衡数据和热力学参数。

关键词：氟代碳酸乙烯酯结晶热力学相平衡活度系数回归

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银粉对硅异质结太阳电池用低温银浆的影响综述

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太阳能学报 2024年第2期45卷 489-498页

作者：王光远韩安军刘文柱赵文婕王栋良敖毅伟冈本珍范孟凡英刘正新中国科学院上海微系统与信息技术研究所新能源技术中心上海200050 常州聚和新材料股份有限公司常州213000

银浆是硅异质结太阳电池的重要材料,更低的体积电阻率和接触电阻、良好的附着力、优良的细线印刷性能及组件栅线抗腐蚀老化是其不断改进的方向。作为导电相,银粉的性能和含量对银浆有着至关重要的影响。该文基于低温固化银浆导电机理以... 详细信息

银浆是硅异质结太阳电池的重要材料,更低的体积电阻率和接触电阻、良好的附着力、优良的细线印刷性能及组件栅线抗腐蚀老化是其不断改进的方向。作为导电相,银粉的性能和含量对银浆有着至关重要的影响。该文基于低温固化银浆导电机理以及SHJ电池对银浆性能的追求,综述了银粉的振实密度、形貌、粒径、表面处理剂及其与有机物的适配。进一步探讨了纳米银粉和银包铜粉在SHJ太阳电池用低温银浆中的应用。

关键词：硅异质结太阳电池低温银浆银粉表面处理振实密度银包铜

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