Pyrex玻璃与Kovar合金阳极键合界面微观结构及其形成机制

在温度300～500 ℃、电压400～650 V、时间10～20 min的阳极键合工艺条件下,Pyrex玻璃与Kovar合金可实现快速连接;采用高分辨扫描电镜、超轻元素能谱仪、透射电镜及X射线衍射仪分析了接合区微观组织、微区化学成分、界面微区相结构等.结果表明,Pyrex玻璃与Kovar合金的结合过程分为三个阶段,即界面极化及静电吸附阶段,离子迁移及阳极氧化阶段,氧化物固相扩散结合及过渡区形成阶段;界面静电力及离子扩散迁移为界面结合的物理化学反应提供了必要条件;Pyrex玻璃与Kovar合金连接区由玻璃-过渡区-金属构成,过渡区的主要结构是尖晶石氧化物,其化学成分及致密度对接头强度具有较大影响.     

金属与硼硅玻璃场致扩散连接形成机理

以固体电解质硼硅玻璃与单晶硅和铝的连接为例,研究了玻璃－金属FDB连接过渡区的微观组织特征,分析了连接形成机理及主要工艺参数对连接过程的影响。提出了金属一氧化物过渡层－玻璃的接头结构形式及静电场条件下离子扩散及接合模型。测试采用SEM及超轻元素EDX、XRD;试验采用专用链接焊机;工艺参数电压400－800V,外压力0.05-1MPa,温度250－400℃。研究认为,金属／玻璃的界面接合成因于玻璃中负氧离子的扩散及界面复合氧化物的沉积形成。电压、温度、外压力及试件表面状态均是离子迁移和接合的主要影响因素。过渡区柱状组织结构对接合强度具有重要意义。     

硼硅玻璃与单晶硅场致扩散连接形成机理分析

以固体电解质硼硅玻璃与单晶硅为实验材料,研究了玻璃－金属FDB连接过渡区的微观组织特征,分析了连接形成机理及主要工艺参数对连接过程的影响。提出了金属－氧化物过渡层－玻璃接头结构形式及静电场条件下离子扩散扩接合模型。研究认为,金属玻璃的界面接合归因于玻璃中负氧离子的扩散及界面复合氧化物的形成;呈横向柱状组织的复合氧化物对连接强度具有重要意义。     

硅-玻璃-硅阳极键合机理及力学性能

采用两步法阳极键合技术成功实现了硅-玻璃-硅的连接. 两次键合过程中，电流特征有明显差异，第一次键合电流先迅速增大到峰值电流，然后迅速衰减至一较小值. 受先形成Na+离子耗尽层的影响，第二次键合电流从峰值电流衰减的过程中，出现二次增大然后衰减的现象. 利用扫描电镜对键合界面进行观察，结果表明玻璃两侧界面均键合良好，玻璃表面可观察到大量析出物. 利用万能材料试验机对键合强度进行测试，结果表明，界面强度随着键合电压的升高而增大. 断裂主要发生在玻璃基体内部靠近第二次键合界面一侧.     

选择性阳极键合技术在光栅陀螺中的应用

阳极键合技术广泛应用在晶圆级MEMS器件制造和封装当中，对于有悬臂梁结构器件容易在键合时发生吸合. 采用选择性阳极键合技术防止陀螺在键合中吸合失效. 推导了陀螺梁与玻璃的静电吸合电压公式并建立吸合电压与硅结构-玻璃间隙关系模型. 采用深硅制作陀螺结构，在玻璃基底溅射Al/Cr制作光栅，最后进行阳极键合. 结果表明，键合界面没有缺陷，铬及其氧化物导电抗吸合性使得硅-玻璃阳极键合未发生静电吸合失效现象，对样品进行抗剪强度测试，得出平均键合强度为33.94 MPa，键合质量良好.     

钛合金-玻璃阳极键合机理研究

钛合金具有机械性能优异、生物相容性极好、耐腐蚀性强等优点,其与玻璃的连接已被广泛应用于传感器制造、生物医疗工程和航空航天工程等技术领域。采用阳极键合技术实现了TC4钛合金和B270玻璃的成功键合。采用扫描电子显微镜(SEM)对键合界面的微观组织结构进行分析。结果表明:在钛合金和玻璃的键合界面有明显的键合层生成。采用元素分析能谱仪(EDS)测定键合层的元素种类及其质量分数,并采用X射线衍射仪(XRD)对键合层进行物相测定,经分析确认键合层由低价态氧化物Ti6O构成。键合机理为电场力的作用下玻璃中耗尽层的非桥接氧负离子(NBO-)与键合界面钛合金发生不可逆的氧化反应。     

Si3N4陶瓷连接技术研究进展

Si3N4陶瓷的连接技术作为其广泛使用的重要前提,受到了国内外学者的广泛关注.文中概述了近年来国内外几种Si3N4陶瓷与自身及其它金属材料的连接技术,涉及的连接方法包括活性金属钎焊、固相扩散连接、瞬时液相扩散连接和玻璃焊接,重点介绍了Si3N4陶瓷连接时的接头界面结构、连接机理及接头质量.     

Al-glass-Al阳极键合界面及力学性能的分析

利用两步法阳极键合技术成功实现了Al-glass-Al的连接,利用扫描电镜（SEM）观察Al-glass界面形貌,利用辉光放电发射光谱仪（GD-OES）分析界面元素（K,Na,O,Al）分布规律,利用原子力显微镜（AFM）分析键合前后玻璃的表面形貌,采用万能材料试验机测试了不同工艺参数下试样的力学性能.结果表明,第二次键合界面电流值明显高于第一次键合界面电流值;Al-glass-Al界面结合良好,玻璃两侧界面无明显差异;Al3+有向Na+耗尽层中扩散的趋势,先形成的耗尽层中Na+浓度明显高于后形成的耗尽层;键合过程中,Na+在玻璃表面析出,玻璃表面Ra升高,玻璃表面质量下降是造成玻璃试样沿第二次键合面Al （2）-glass界面断裂的主要原因.     

铝基复合材料扩散焊接接合区微连接行为

以铝基合材料Al2O3p/6061Al为对象,对该种材料扩散焊接接合区微连接行为进行了探索性的研究,分析了接头微观组织及力学性能。研究表明,扩散焊接温度对接合区的微连接行为有显著影响,当焊接温度低于铝基复合材料固相线温度时,增强相-基体、增强相-增强相之间微连接属弱连接;当焊接温度介于该种材料液、固两相温度区间时,接头区域出现液态基体金属,增强相-基体之间可以实现较好结合,同时液态金属对增强相-增强相接触部位进行渗透,使增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相结合,在此基础上发现在铝基复合材料液、固两相温度区有“临界温度”存在,为成功实现该种材料扩散连接奠定理论基础。     

TiNi形状记忆合金与不锈钢的瞬时液相扩散焊

采用AgCu金属箔作中间过渡层,对TiNi形状记忆合金与不锈钢进行了瞬时液相扩散焊,分析了接头的显微组织、元素分布和物相组成等,研究了接头的抗剪强度和断裂方式。结果表明:接头界面区由TiNi侧过渡区,中间区,不锈钢侧过渡区组成,主要相分别为Ti(Cu,Ni,Fe),AgCu,TiFe等。连接温度为860℃,保温时间为60min,连接压力为0.05MPa时,接头最大抗剪强度为239MPa。断裂发生在TiNi母材和AgCu中间层扩散界面上,断口为混合断裂形貌。通过中间层等温凝固过程动力学模型,结合界面形貌和元素扩散分析,认为TiNiSMA与不锈钢异种材料瞬时液相扩散焊过程存在明显的非对称性。     

退火对(Fe_(50)Co_(25)Si_(10)B_(15))_(70)Cu_(30)非晶薄带磁性的影响

研究了(Fe50Co25Si10B15)70Cu30和Fe50Co25Si10B15非晶薄带辊面和自由面的相组成、微观结构以及磁性能。结果表明,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带形成了独特的双层金属玻璃复合结构。并且,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带的单辊面是含有微米级晶体Cu颗粒的以Fe、Co为基底的非晶层;而Fe50Co25Si10B15非晶薄带为非晶态。同时,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带退火后软磁性能有所恶化。     

Mg61Cu28Gd11和(Mg0.61Cu0.28Gd0.11)99.5Sb0.5非晶合金的晶化动力学和腐蚀行为（英文）

研究0.5%(摩尔分数)Sb的引入对Mg61Cu28Gd11块体非晶合金性能的影响。利用差热扫描量热仪测试样品的晶化动力学。结果表明:在等时加热的过程中,非晶合金的玻璃转变温度、起始晶化和峰值晶化温度都表现出对加热速率强的依赖性。基于Oawza方法可以确定非晶合金的起始晶化和峰值晶化激活能。Vogel-Fulcher-Tamman公式分析表明:含Sb元素的非晶合金具有更高的强度系数和更长的延迟时间。采用电化学极化和失重测试方法研究2种玻璃合金的腐蚀行为。与基体非晶合金相比,添加微量Sb降低了非晶合金的在含Cl-的碱性溶液中的钝化电流密度和腐蚀速率,表现出相比基体合金更为优越的耐蚀性。最后基于"点缺陷模型"进一步分析微量Sb元素对基体合金耐蚀性能的影响机理。     

Crystallization Behavior of Metallic GlassCo_（65．1）Fe_（4．7）Ni_（4．6）Si_（10．2）B_（15．4）

ＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＭｅｔａｌｌｉｃＧｌａｓｓＣｏ＿（６５．１）Ｆｅ＿（４．７）Ｎｉ＿（４．６）Ｓｉ＿（１０．２）Ｂ＿（１５．４）ＬｉＺｏｎｇｑｕａｎ；ＱｉｎＹｏｎｇａｎｄＨｅＹｉｚｈｅｎ（李宗全），（秦勇）（何怡贞）（...     

退火方式对La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.44)Co_(0.2)Al_(0.03)Ti_(0.03)合金的电化学性能影响

为了研究不同退火方式对La0.75Mg0.25Ni3.44Co0.2Al0.03Ti0.03铸态合金的电化学性能影响,设计最终退火温度为1223K,并采用不同保温程序对合金进行退火处理。X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析一段、两段保温法退火后合金的结构与性能结果表明,铸态及退火后合金由LaNi5,(La,Mg)2(Ni,Co,Al)7相以及少量LaNi2、TiNi3相组成,且退火后合金中(La,Mg)(Ni,Co,Al)3相出现。前者微观组织较后者均匀,并且前者的放电容量、放电效率好于后者。一段保温法更有利于改善合金的循环稳定性。     

混合稀土贮氢合金(Ml)_x(Ni_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Ti_(0.05))相结构与性能的研究

对 (Ml) x(Ni3.8Co0 .75Mn Ti0 .0 5)合金 (x =0 .90～ 1 .1 0 )的相结构 ,热力学性能及合金电极的充放电性能进行了研究。结果表明 :在 x <1 .0 0的成分范围内 ,合金保持单一的 La Ni5相 ;当 x≥ 1 .0 0时 ,合金中析出多种第二相 ,且总量随 x的增加而增多。随着 x的增加 ,合金的晶胞体积及氢化物生成焓 (-ΔH )增大 ,吸放氢平台压力降低 ,宽度增加。合金的最大放电容量在 x =1 .0 0 时达到最大值 (30 7.7m Ah/g)。x <1 .0 0 合金的循环稳定性优于 x≥ 1 .0 0 合金。     

(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金的制备及其电化学性能

采用机械合金化制备(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金,研究其在不同球磨时间下的电化学性能以及添加Ni对其电化学性能的影响.结果表明:合金粉末经球磨后产生Mg_(17)Al_(12)新相,Ni未溶入其它相中;合金的放电容量随球磨时间延长先增加而后又降低,其中球磨20 h的合金放电容量最大,为345.8 mA·h/g;合金的腐蚀速度随球磨时间延长先减慢而后加快, 其中球磨10 h的合金腐蚀电流密度最低,为14.85μA/cm~2,且腐蚀速度最慢;合金的动电位极化曲线出现钝化现象,钝化区间较宽;交流阻抗谱由单容抗弧组成,没有出现扩散尾,腐蚀过程受电化学反应控制;添加Ni后,合金放电容量增大,腐蚀速度减慢.     

烧结方法对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4介质陶瓷性能的影响

分别采用电热和微波烧结法制备了(Zr_0.8Sn_0.2)TiO_4(ZST)微波介质陶瓷,研究了不同方法中烧结工艺制度对介质陶瓷材料密度、微观结构、相组成和微波介电性能的影响.结果表明:与电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70 ℃、缩短烧结时间2.5 h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右.并对微波烧结介质陶瓷的致密化机理以及性能进行了较为系统的理论分析.     

FeCoCrMoCBY块体非晶合金在强酸介质中的耐蚀性能

采用静态浸泡法研究了Fe43.7Co7.3Cr14.7Mo12.6C15.5B4.3Y1.9块体非晶合金(BMG)在浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3以及王水中的腐蚀行为。研究表明该合金在强酸介质中具有优异的耐蚀性,在王水中浸泡236h的平均腐蚀速率仅为不锈钢的1/130。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分别对非晶合金在王水中腐蚀后的形貌和表面钝化膜的成分进行了分析。结果表明,合金的非晶态结构促使腐蚀过程中发生均匀腐蚀以及Cr元素在钝化膜中的富集是其具有强耐蚀能力的主要原因。     

Formation and Structural Evolution of Fe_(72.5)B_(15.6)Si_(7.8)Nb_(1.7)Zr_(1.7)Cu_(0.7) Nanocrystalline Alloy

A 2.5-mm Fe_(72.5)B_(15.6)Si_(7.8)Nb_(1.7)Zr_(1.7)Cu_(0.7) glassy rod was successfully fabricated using copper mold casting.The introduction of Cu resulted in the formation of large quantities of a-Fe nanoparticles embedded in the glassy matrix after isothermal annealing.The Fe_(72.5)B_(15.6)Si_(7.8)Nb_(1.7)Zr_(1.7)Cu_(0.7) nanocrystalline alloy exhibited high saturation magnetization(～1.26 T) and a low coercive force(～0.8 A/m) after annealing at 833 K for 15 min due to the precipitation of ～15-nm-sized a-Fe nanoparticles in the glassy matrix.The structural evolution of the FeBSiNbZrCu amorphous alloy during the annealing process was discussed using a dual-cluster model.     

Mo对铁基块体非晶合金Fe_(71.2-x)C_(7.0)Si_(3.3)B_(5.5)P_(8.7)Cr_(2.3)Al_(2.0)Mo_x腐蚀性能的影响

系统研究了3.5%NaCl和1N HCl两种溶液中Mo对工业原材料制备的块体非晶合金Fe71.2-xC7.0Si3.3B5.5P8.7Cr2.3Al2.0Mox的抗腐蚀性能的影响,结果发现随着Mo含量的增加,两种溶液中均表现出抗腐蚀性能的增强。其中Fe64.7C7.0Si3.3B5.5P8.7Cr2.3Al2.0Mo6.5块体非晶合金因为其最低的钝化电流、最高的临界钝化电位、最低的腐蚀速率而表现出最高的抗腐蚀能力。抗腐蚀性能随着Mo含量增加而增强,其可能的原因包括:化学和结构均匀单相固溶体的形成;样品表面形成了富Cr的钝化膜,而Mo则在钝化过程中进一步阻止了Cr的溶解;MoO3及其他的复合钝化膜的形成以及Mo的添加在Cl-离子介质中所引起的抗点蚀能力的增强。