电阻降低了12％的铜配线材料

日本电气公司（NEC）新近开发成功一种能抑制铜配线电阻增大的新型配线材料，它是采用了钌（Ru）从而控制了在与铜交界面上形成的保护膜结晶排列。这样提高铜结晶的品位，较之使用钽的传统方法可成功地使铜界面附近的电阻降低12％，解决了随着铜配线的微细化而带来的铜配线电阻问题。NEC在铜界面保护膜上采用了钌，实现了比常用的钽更低的电阻率而且耐氧化性也更加优越。并且采取了高真空溅射技术在铜线上形成保护膜保证了钉原子的高密度排列，还降低了生产成本。     

磁体用超导材料(Ⅱ)

3　以“内锡法”制取Nb3Sn超导材料以内锡法研制国际热核实验反应堆ITER磁体线圈用Nb3 Sn超导材料 ,在很大程度上使这种类型导线结构的设计原则得到系统化。使超导材料的研究者和生产者可以进一步通过结构的最佳化来显著改善超导材料的性能 ,提高内锡法生产大型磁体用Nb3 Sn超导材料的经济效益。下面将介绍以内锡法制取Nb3 Sn超导材料的最新进展。研制了实验用复合超导线 (见图 4 )。这种导线的结构参数列于表 1。这种超导线中有 7个多纤维模块 ,其周围的锡源置于钽扩散阻隔层中 ,阻隔层带有外置稳定化铜。超导纤维含有 2 %Ti (原子分…     

复合阻隔法的阻隔效应原理及其在扩散连接中的应用

以TiAl金属间化合物增压涡轮与 4 0Cr钢轴的扩散连接为背景 ,提出了复合阻隔法扩散连接工艺 ,并探讨了阻隔效应原理 ,建立了从材料的扩散连接性角度出发的原子半径、原子电负性阻隔层选择原则。利用本文的扩散连接阻隔效应原理 ,确定了TiAl金属间化合物增压涡轮与 4 0Cr钢轴的扩散连接复合阻隔层为Ti/V/Cu ,由此得到的扩散连接接头在V/Cu及Cu/ 4 0Cr的连接界面处出现了对连接性能有利的无限固溶体层 ,在TiAl/Ti的接触面上生成了能够强化接头强度的Ti3 Al TiAl双相层和Ti的固溶体层 ,与TiAl/ 4 0Cr直接扩散连接相比 ,Ti/V/Cu复合阻隔层的加入 ,避免了在TiAl/4 0Cr的接触面上TiC、Ti3 Al、FeAl、FeAl2 金属间化合物脆性相的产生 ,接头强度高达4 2 0MPa ,因此利用本文的阻隔效应原理可以很好地进行复合阻隔层的选择     

难镀基材上乙醛酸作为还原剂的化学镀铜

采用乙醛酸代替有害的化学药品(如甲醛)作为还原剂的化学镀技术，在工业纯铝片、工业纯钛片、以TiN作为扩散防护层的硅片和以TiSiN作为扩散防护层的硅片等难镀材料实现了化学镀铜。被覆铜镀层的表面形貌和晶粒结构的分析结果表明：不同基材对铜镀层的组织结构影响很大，尤其在以TiN作为扩散防护层的硅片和以TiSiN作为扩散防护层的硅片上，获得了由平均尺寸为50nm的颗粒所构成的较精细镀层，为半导体器件采用铜金属化工艺提供了新的方法。     

镁合金管材包覆挤压界面特性研究

采用5083铝合金和纯铜为包覆材料,AZ31镁合金为基体材料挤压出镁合金复合管材。当挤压比为23. 0时,铝外包覆镁管界面与铜内包覆镁管界面均结合良好,镁铝界面结合强度大于镁铜界面结合强度。界面研究结果表明,铝包镁与铜包镁界面两侧元素均未发生明显远程扩散。镁铝双金属界面层主要是化学反应形成Al_3Mg_2,镁铜双金属界面层无化学反应产生,属于固相扩散,元素扩散层较薄。     

铜钨/20钢双金属的液相扩散连接

本文首先研究了铜钨合金与20钢的直接扩散连接，发现整体材料在过渡层在铜钨近过渡层界面产生了脆性的Fe2W金属间化合物薄层，恶化了接头结合质量。为了解决此问题，引入Cu-2wt.%Cr夹层，在1200℃~1380℃的范围内制备了的铜钨/20钢整体材料。加入夹层后在铜钨与20钢界面形成了一个完整的冶金过渡层，消除了直接扩散连接过程中产生的Fe2W脆性金属间化合物薄层，在光镜下观察到界面过渡层由浅色的基体包围的深色蠕虫状组织构成，XRD与EDS能谱分析结果表明，其中的浅色基体为铜基体，黑色蠕虫状组织为富铁相。随着扩散连接温度的升高，界面过渡层中的深色蠕虫状组织由20钢一侧向铜基体中延伸，并不断长大。1250℃扩散连接时，深色蠕虫状组织均匀分布于整个过渡层。并对不同温度下的铜钨20钢复合材料进行了室温力学性能测试，发现1250℃时界面强度达到最大，为145Mpa。利用SEM对拉伸断口形貌观察，发现整体界面平整无韧窝，由Cu相韧性撕裂棱与平整的富铁相区域组成。     

固/液熔接CuW/ZL101A界面结合机理

采用固/液熔接法制备了CuW/ZL101A整体材料,并对CuW/ZL101A扩散溶解层组织结构与形成机制进行了研究。实验表明,当熔接条件为(690~705)℃/60 min可以获得良好的结合界面,其界面结合为扩散与溶解结合,界面扩散溶解层主要由平面状扩散溶解层、柱状方向性扩散溶解层、共晶扩散溶解层3部分组成,其生长方向均趋于沿界面法线方向生长,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察和分析了各扩散溶解层的新相组成。以705℃/60 min为例,分析了整体界面扩散溶解层组织结构演变和形成机理:平面状扩散溶解层和柱状方向性扩散层分别由铜钨界面原子沿CuW界面形核结晶横向生长连成整体形成小平面状扩散溶解层,再转向正常纵向生长所形成;共晶扩散溶解层是由接近及远离共晶成分点的铝铜形成层片状伪共晶及网状离异共晶组织;以熔接690℃保温不同时间对界面扩散溶解层的影响可知:随着熔接时间延长,界面扩散溶解层形貌相同,无新相层的形成,仅扩散厚度存在差异。     

沉积扩散法制备不锈钢抗菌渗铜层的研究

采用沉积扩散法在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢和2Cr13马氏体不锈钢表面制备抗菌渗铜层，讨论了不同的扩散工艺参数对这两种不锈钢抗菌渗铜层抗菌性能和抗菌持久性的影响。用小角度X射线衍射(GXRD)分析了渗铜层的相组成。研究结果表明，用沉积扩散法在不锈钢表层制备含ε-Cu相的抗菌渗铜层，其对大肠杆菌和黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。     

Influence of Nb Diffusion Layer on Superconductivity of MgB2/Nb/Cu Wires

采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中,不同温度条件下保温2h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明:当热处理温度高于750℃时,在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层,该扩散层的存在阻碍了电流的传输,从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在,而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750℃。     

纯铜作中间层的镁合金与不锈钢扩散-钎焊接头区的微观结构特征(英文)

以纯铜作中间层采用一种新型的两步式扩散-钎焊方法对AZ31镁合金和304L奥氏体不锈钢进行连接。304L与铜的固态扩散连接在850℃下进行20min,随后与镁合金在520℃和495℃进行不同时间的钎焊。对扩散-钎焊接头区的微观结构特征进行研究。在铜与304L钢之间形成没有缺陷存在的Fe-Cu扩散界面。在AZ31和铜之间形成Cu-Mg反应物。在接头处出现包含AZ31/Cu-Mg化合物/Cu/Fe-Cu扩散层/304L的层状结构。随着时间的延长,铜层的宽度降低,而Cu-Mg化合物层的宽度增加。形成的Mg-Cu化合物使AZ31和铜层之间的区域出现显微硬度的峰值。