喷射复合粉飞行燃烧过程中的温度场数值模拟

利用有限元方法,对自反应喷射成形制备Ti(C,N)-TiB2复合陶瓷坯件过程中单个喷射复合粉在火焰场中反应熔融的温度场变化过程进行了数值模拟研究.结果表明:粒径50μm的喷射复合粉粒子沿轴线进入火焰场0.35ms后,粒子表面温度即达到体系的引燃温度,复合粉开始发生自蔓延高温合成(Self-propagation High-temperature Synthesis,简称SHS)反应,此期间复合粉粒子升温速率约为2.82×106℃.s-1.反应开始后,受火焰加热与反应放热双重作用,复合粉粒子的升温速率进一步加快,之后由于复合粉粒子温度升高,超过火焰温度,并由吸热变为向外散热而使升温速率大幅下降(约为1.20×106℃.s-1),复合粉粒子在0.88ms后完成反应并达到最高温度2 920℃.反应结束后粒子由外向内快速冷却,在0.34ms后粒子表面达到复合陶瓷产物的理论共晶熔点2 620℃,之后粒子在一定过冷度下开始凝固,很快完全凝固成为陶瓷颗粒.喷射粒子在反应前、中、后阶段的温度场数值模拟结果与粒径约为50μm的喷射粒子在相应阶段的水淬熄实验结果相符较好.数值模拟结果基本体现了复合粉粒子在喷射过程中历经受热、反应放热及冷却凝固的热过程及相应的温度变化规律.     

导电硅橡胶的复合传感特性研究

为获得同时具有良好压阻和温度特性的导电橡胶,满足机器人复合传感研究的需要,制备了添加纳米粒子(SiO2、Al2O3)、导电粒子CB的复合导电橡胶,测量了它的压阻特性、温度特性、稳定性、敏感性.结果显示:合理选择添加导电粒子和纳米粒子比例,可以获得线性压阻特性和温度特性,稳定性和敏感性也得以提高.分析结果认为由于纳米粒子对导电硅橡胶基体的分散与补强共同作用,使复合导电硅橡胶的压阻特性、温度特性得以改善;由于其补强作用,复合导电橡胶的稳定性和敏感性提高.最后指出复合型导电硅橡胶在复合传感器上的潜在应用.     

利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光

为了提高硅片的抛光速率,利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光.分析了SiO2磨粒与聚苯乙烯粒子在溶液中的ζ电位及粒子间的相互作用机制,观察到SiO2磨粒吸附在聚苯乙烯及某种氨基树脂粒子表面的现象.通过向单一磨粒抛光液中加入聚合物粒子的方法获得了复合磨粒抛光液.对硅片传统化学机械抛光与利用复合磨粒抛光液的化学机械抛光进行了抛光性能研究,提出了利用复合磨粒抛光液的化学机械抛光技术的材料去除机理,并分析了抛光工艺参数对抛光速率的影响.实验结果显示,利用单一SiO2磨料抛光液对硅片进行抛光的抛光速率为180 nm/min;利用SiO2磨料与聚苯乙烯粒子或某氨基树脂粒子形成的复合磨粒抛光液对硅片进行抛光的抛光速率分别为273 nm/min和324 nm/min.结果表明,利用复合磨粒抛光液对硅片进行抛光提高了抛光速率,并可获得Ra为0.2 nm的光滑表面.     

利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光工艺参数优化试验研究

为提高硅片抛光速率,提出利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光.分析SiO2磨粒与某种氨基树脂粒子在溶液中的相互作用机制,观察SiO2磨粒吸附在氨基树脂粒子表面的现象.通过向单一磨粒抛光液中加入聚合物粒子的方法获得了复合磨粒抛光液.应用田口法对SiO2磨粒质量分数、氨基树脂粒子质量分数以及抛光速度三个影响硅片材料去除率的工艺因素进行了优化分析,得到以材料去除率为评价条件的优化抛光工艺参数.试验结果表明:利用5wt%的SiO2磨料、3wt%的氨基树脂粒子形成的复合磨粒抛光液,在抛光盘和载样盘的转速均为50r/min以及抛光压力为22kPa的工艺条件下,对硅片进行抛光的抛光速率达到353nm/min.     

微米铜银复合结构与纳米银混合连接材料制备与高频感应快速烧结方法研究

利用置换反应实现了微米铜银复合结构颗粒的制备，在试验中改变反应温度、反应物比例及反应时间从而确定了制备微米铜银复合结构颗粒的最优反应参数。合成了粒径大小均匀，分散性良好的纳米银颗粒，平均粒径为14.33 nm左右。通过计算设计了两种颗粒的混合比例，按照该比例制备了微米铜银复合结构与纳米银混合焊膏并制备成三明治结构用于高频感应加热烧结，成功实现了微米铜银复合结构与纳米银混合焊膏对铜-铜基板的连接，并研究了在高频感应加热条件下，功率大小对微观连接界面的影响。试验结果表明，加热功率的增加会使界面的孔隙等缺陷减少，致密性显著提高。加热功率26 kW下，烧结时间15 s时，剪切强度可达48 MPa。     

铁-纳米ZrO2复合电镀层的组织与性能

采用氯化物低温镀铁工艺,选择纳米ZrO2作为第二相粒子,以不对称交流一直流电源电镀法制备了铁-纳米ZrO2复合镀层;研究了工艺参数对镀层组织结构和镀层硬度、耐磨性能的影响.结果表明:采用此方法可获得内应力小、致密的复合镀层,镀层为α-Fe体心立方结构;当镀液中ZrO2纳米粒子含量为30 g/L,pH值为1,搅拌转速为300 r/min,阴极电流密度为20 A/dm2,施镀温度为30～40℃时,ZrO2粒子在镀层中弥散分布,镀层的平均硬度值达到800 HV.镀铁层中复合适量的ZrO2纳米粒子,能有效地降低粘着磨损,提高镀层的耐磨性能.     

无抛光垫化学机械抛光技术研究

应用双电层理论分析了SiO2磨粒与聚苯乙烯粒子在溶液中的ζ电位及粒子间的相互作用机制,观察到SiO2磨粒吸附在聚苯乙烯粒子表面的现象.分析了基于复合粒子抛光液的无抛光垫化学机械抛光技术特点及其材料去除机理.比较试验表明,基于复合粒子抛光液的硅片无抛光垫化学机械抛光具有与传统化学机械抛光相接近的材料去除率和硅片表面粗糙度值,并可避免工件塌边现象的产生.     

液相沉积法制备磁性纳米Fe3O4/SiO2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4／SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明：复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0．6mol／L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5：1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r／min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60．5emu／g,呈球形且分散均匀。     

自润滑镍-磷-钛酸钾晶须化学复合镀层的共沉积机制

在钢试片上成功沉积了钛酸钾晶须增强镍磷基化学复合镀层。在经典复合电沉积机制基础上,考虑到粒子在镀件表面的吸附强度分布,将粒子的吸附分为弱吸附和强吸附,建立了相应的化学复合沉积动力学模型。该模型在钛酸钾晶须与镍磷合金的复合共沉积体系中,镀液pH值为3.5～5.5范围内得到了验证。通过数学模型和实验结果研究了pH值、镀液中粒子浓度对粒子共析量、有效吸附概率的影响规律。结果表明:随着镀液pH值的增加,沉积层的粒子体积分数先增加,后减小,在pH值为4.5～5.5之间出现极大值。随着镀液中粒子悬浮量的增加,镀层中粒子的共析量相应增加。粒子在镀件表面的有效吸附概率和平均吸附强度与pH值呈线性关系,斜率为正值。     

Ni-TiC复合镀工艺的优化

采用共沉积法(CECD),在不锈钢上制备Ni TiC复合镀层。主要研究了TiC粒子的浓度、阴极电流密度、pH值等 对复合镀层中粒子含量的影响。利用正交试验法优选出制备Ni TiC复合镀层的最佳工艺参数。结果表明,Ni TiC复合 镀层的最佳工艺参数为:TiC粒子的浓度6g/L,电流密度4A/dm2,pH=4,镀液温度30℃。