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硅片近边缘形态的研究进展

稀有金属 2024年第2期48卷 254-261页

作者：摆易寒周旗钢宁永铎王新张果虎有研科技集团有限公司集成电路关键材料国家工程研究中心北京100088 有研半导体硅材料股份公司北京100088 北京有色金属研究总院北京100088 山东省硅单晶半导体材料与技术重点实验室山东德州253000

关于硅片近边缘形态已有的研究主要集中在评价方法、工艺改进以及加工装置上。国际半导体产业协会(SEMI)标准量化评价硅片近边缘形态,约定了有关硅片近边缘卷曲度(ROA)、近边缘曲率、近边缘局部平整度、近边缘不完整区域局部平整度的评... 详细信息

关于硅片近边缘形态已有的研究主要集中在评价方法、工艺改进以及加工装置上。国际半导体产业协会(SEMI)标准量化评价硅片近边缘形态,约定了有关硅片近边缘卷曲度(ROA)、近边缘曲率、近边缘局部平整度、近边缘不完整区域局部平整度的评价方法,可以依据不同的应用场景选择适合的评价方法来判断近边缘形态。对于硅片近边缘形态的测量手段,可以分为近边缘卷曲(ERO)和近边缘微粗糙度两个方面。探究了抛光工艺和抛光前道制程对硅片近边缘形态的影响:抛光工艺会影响硅片近边缘局部平整度和硅片ROA,通过控制抛光压力、抛光时间和转速等工艺参数以及抛光垫和抛光浆料等工艺耗材可以改善硅片近边缘局部平整度;对于300 mm硅片,通过对抛光垫的改良和创新,设计出双层抛光垫以及3层抛光垫,可以缓解硅片近边缘塌陷。对于200 mm硅片,通过匹配腐蚀工艺和双面研磨工艺有益于改进局部平整度。近边缘形态相关专利主要通过改进工艺流程、引入单面磨削、改变硅片形状来改善硅片近边缘形态。

关键词：近边缘卷曲(ERO) 近边缘曲率近边缘局部平整度键合

修正Zerilli-Armstrong模型预测Cu-Sn合金的高温流变应力

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材料热处理学报 2024年第5期45卷 180-185页

作者：李清阳蔡军李冲冲鱼祎雯西安建筑科技大学冶金工程学院功能材料加工国家地方联合工程研究中心陕西西安710055

在变形温度为823~973 K,应变速率为0.001~1 s^(-1)及真应变为0.9的条件下,采用Gleeble-3500热模拟实验机对Cu-Sn合金进行了热压缩实验,分析了其热变形行为。基于Cu-Sn合金的热压缩实验结果,利用多元线性回归建立了描述合金热变形特征的... 详细信息

在变形温度为823~973 K,应变速率为0.001~1 s^(-1)及真应变为0.9的条件下,采用Gleeble-3500热模拟实验机对Cu-Sn合金进行了热压缩实验,分析了其热变形行为。基于Cu-Sn合金的热压缩实验结果,利用多元线性回归建立了描述合金热变形特征的修正Zerilli-Armstrong模型。引入了相关系数(R)和平均相对误差(AARE)对模型的精度进行评估。结果表明:Cu-Sn合金的流动应力受变形温度和应变速率的影响显著,流动应力随应变速率的增大和变形温度的降低而增大,流动应力呈现锯齿状抖动是加工硬化与流动软化之间竞争的结果;修正Zerilli-Armstrong模型的预测应力值与实验应力值的R和AARE值分别为0.986和7.12%,表明该模型的精度较高,能够准确地描述Cu-Sn合金的高温流动行为。

关键词： Cu-Sn合金热压缩实验本构方程热变形行为

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核聚变装置偏滤器靶板材料选择与研究进展

中国材料进展 2024年第9期43卷 807-823页

作者：吴玉程盛学洋马冰王珊张一帆刘家琴合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学有色金属材料与加工技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230009 合肥工业大学先进能源材料与环境国际科技合作基地安徽合肥230009 合肥工业大学工业与装备研究院安徽省先进复合材料设计与应用工程研究中心安徽合肥230009

可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟... 详细信息

可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟需解决的关键问题之一。作为等离子体轰击最严重区域,偏滤器靶板经受着高能粒子流辐照和高热负荷冲击(10 MW·m^(-2)稳态负荷和20 MW·m^(-2)瞬态负荷),同时承担着磁约束聚变装置最主要的排热功能。因此,研发具有优异性能的靶板材料是推动核聚变能发展的关键一步。目前,金属铍、碳基材料以及钨基材料是主要的3种偏滤器靶板候选材料。基于国内外现有研究成果,论述了偏滤器靶板材料的选择与研究进展,对比分析了3种候选材料的优势以及存在的问题,以期为偏滤器靶板材料的选择、研发提供借鉴。

关键词：核聚变能金属铍碳基材料钨基材料偏滤器靶板材料

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W–Cu梯度复合材料的制备、组织与性能

粉末冶金技术 2024年第3期42卷 283-289页

作者：冯晓伟司岸恒冯波李达人广东省科学院新材料研究所广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 河南科技大学金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心洛阳471003 哈特三维(中山)金属材料有限公司中山528403

采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料... 详细信息

采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料相对密度高(95%)且保持了单层的原始设计成分;每个梯度层中W、Cu分布较均匀,W、Cu之间界面结合良好,未发生扩散。W–Cu梯度复合材料的力学性能呈梯度分布,W–40Cu层的显微硬度最高为HV 136。在压缩过程中,W–40Cu层首先发生断裂,最高压缩屈服强度为332 MPa。900℃烧结制备的W–Cu梯度复合材料的热导率为202 W·m^(-1)·K^(-1)。经抗热震实验后,梯度复合材料界面处无裂纹,具有良好的抗热震性能。

关键词：梯度复合材料放电等离子烧结微观组织界面特征力学性能

C/C复合材料与Invar合金钎焊接头组织性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2232-2240页

作者：潘苏燕钟志宏宋奎晶梁水保吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心

C/C复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料，实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用Cu-Sn-Ti活性钎料钎焊C/C复合材料与Invar合金，研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的... 详细信息

C/C复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料，实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用Cu-Sn-Ti活性钎料钎焊C/C复合材料与Invar合金，研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影响。结果表明，在C/C复合材料一侧，Cu-Sn-Ti与C/C形成Ti C反应层并实现连接，同时Cu-Sn-Ti会渗透进C/C复合材料中，形成凹凸不平的钉扎界面并强化接头；在Invar合金一侧，Cu-Sn-Ti与其相互溶解扩散并发生反应，形成良好界面结合；钎焊接头组织结构为Invar合金/Cu（s,s）+Fe2Ti+Ni3Ti+Ti6Sn5/Fe2Ti+Cu Ti+Cu3Sn/Ti C+Cu（s,s）/C/C复合材料。在钎焊温度为930℃保温10 min时，接头剪切强度最高，为61 MPa，明显高于目前报道的C/C复合材料与金属的钎焊连接强度。

关键词： C/C复合材料 Invar合金钎焊微观组织剪切强度

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复合材料曲面结构件成型工艺对性能影响研究

复合材料科学与工程 2024年

作者：孔娜王希杰李英志苟凯王增加高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心材料西安康本材料有限公司

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料... 详细信息

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料泡沫夹芯面板上加工预制体，对于预制体边缘泡沫裸露区域，分别采用无封边、碳布封边、胶膜封边三种成型工艺制得翼肋。翼肋分别在气动力载荷与蒙皮张紧力载荷的作用下进行试验，并通过ABAQUS有限元分析软件平台进行位移数值分析，获得三种成型工艺的翼肋在两种载荷作用下的变形对比。结果表明，碳布与胶膜可以对复合材料曲面结构件的泡沫芯材起到保护作用，其中碳布封边的翼肋，即整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构翼肋的强度和刚度最高。通过机身隔框结构件的研制，进一步验证整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构件的的技术可行性。

关键词：复合材料曲面结构翼肋隔框成型工艺

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含耐磨相的金属材料高温磨损性能的研究进展

材料热处理学报 2024年第7期45卷 1-11页

作者：杨亚杰徐流杰河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 河南科技大学金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心河南洛阳471003

随着航空、军工、核工业等领域的不断发展,对在高温环境下工作的机械设备及其零部件提出了更高的要求。高温磨损是机械零部件主要的失效原因,耐磨相对金属材料的高温磨损性能起重要作用。本文综述了国内外含氧化物和碳化物等耐磨相的金... 详细信息

随着航空、军工、核工业等领域的不断发展,对在高温环境下工作的机械设备及其零部件提出了更高的要求。高温磨损是机械零部件主要的失效原因,耐磨相对金属材料的高温磨损性能起重要作用。本文综述了国内外含氧化物和碳化物等耐磨相的金属材料高温磨损性能的研究进展,分析了耐磨相在高温磨损中的作用。耐磨相一方面以细化晶粒的方式提高了金属基体的硬度和强度,从而改善耐磨性,另一方面在高温磨损过程中形成的氧化物促进了保护膜的形成,提高了材料的抗氧化性和高温耐磨性。

关键词：高温磨损耐磨相细晶强化磨损机理

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第二相成分改性硬质合金的研究进展

稀有金属与硬质合金 2024年第3期52卷 76-83页

作者：杨宇朱晓勇昝祥罗来马刘家琴吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230009 高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心安徽合肥230009 合肥工业大学工业与装备技术研究院安徽合肥230009

系统地论述了第二相成分改性硬质合金的研究进展,介绍了在碳化钨(WC)基硬质合金中添加第二相元素或化合物成分改性硬质合金的作用机理、改性剂种类及力学性能,并分析总结了掺杂第二相对硬质合金力学性能的提升机制。不同种类和含量的添... 详细信息

系统地论述了第二相成分改性硬质合金的研究进展,介绍了在碳化钨(WC)基硬质合金中添加第二相元素或化合物成分改性硬质合金的作用机理、改性剂种类及力学性能,并分析总结了掺杂第二相对硬质合金力学性能的提升机制。不同种类和含量的添加剂成分改性硬质合金作用效果不同,分类对比了不同添加剂和制备方法对硬质合金力学性能的影响,结果表明硬质合金的综合力学性能主要与晶粒细化程度和显微界面结构有关,添加的第二相能够与WC基体形成一定的配位结构,有效抑制WC晶粒生长,从而使合金性能获得提升。最后总结了当前第二相成分改性硬质合金的发展瓶颈和仍待解决的问题。

关键词：硬质合金第二相改性显微结构力学性能

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

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中国工程科学 2024年第1期26卷 23-34页

作者：赵鸿滨周旗钢李志辉李腾飞屠海令中国有研科技集团有限公司北京100088 智能传感功能材料国家重点实验室北京100088 集成电路关键材料国家工程研究中心北京100088 有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 有研(广东)新材料技术研究院广东佛山528041

新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度... 详细信息

新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点;系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状,总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题;提出了面向新兴产业亟需发展的9个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展,研究建议:着力筑牢新材料产业发展根基,扎实提升新材料产业链水平,营造良好的产业发展生态环境,完善产业发展配套政策。

关键词：新材料关键核心技术新兴产业未来产业新型工业化