SiO2包裹纳米Cu粒子/环氧树脂复合材料及其在芯片封装领域的应用

为提高微电子封装材料的散热性能并保留其良好的电绝缘性能,以环氧树脂为基体,二氧化硅包裹纳米铜粒子(SiO2-Cu)为填料,采用机械混炼法制备了芯片封装用SiO2-Cu环氧树脂复合材料。采用SEM和TEM研究了SiO2-Cu纳米粒子在环氧树脂中的分散情况;研究了填料对复合材料导热系数、热膨胀系数(CTE)和力学性能的影响。结果表明:SiO2-Cu纳米粒子在环氧树脂中分散性良好;复合材料的导热系数随SiO2-Cu纳米粒子填充量的增加而增大,填充量(体积分数)超过25%时导热系数开始下降,SiO2-Cu纳米粒子适宜用量为总体积的25%;随着填料的增加,复合材料的CTE减小;当SiO2-Cu纳米粒子填充量为25%时,用于芯片封装材料时具有良好的抗冲击性能和较长的电迁移失效时间。     

N_2/Ar流量比对HiPIMS技术制备AlCrSiN刀具涂层膜基结合力的影响

近年来多元纳米复合涂层的发展,为制备高速切削、干式切削高质量涂层刀具提供了更优异的解决方案。采用国际新型高功率脉冲磁控溅射技术,制备了不同N_2/Ar流量比的AlCrSiN高铝含量纳米复合涂层。运用电子扫描显微镜、纳米划痕仪对涂层力学性能进行表征。结果表明:N_2/Ar流量比的增加使AlCrSiN涂层膜基结合强度显著下降。N_2/Ar=1/4时临界载荷最大为66N.临界载荷的变化由沉积粒子动能主导同时与涂层显微结构的演化以及HiPIMS技术的工艺特点密切相关。     

激光表面合金化制备陶瓷缸套成形性预测

气缸缸套工作时燃气的爆发压力高达4×10~4Pa,最高温度达2 000℃左右,极易产生磨损、穴蚀等失效。采用复合涂层技术,通过激光表面合金化将陶瓷颗粒硬化物弥散到缸套内壁表层,形成一层很薄的物理强化层,有效提高缸套内壁的强度、刚度、耐热性和耐磨性。数值模拟和实验分析发现,在激光功率为1 000 W,铁粉与陶瓷粉末的配比为1:1,扫描速度为400 mm/min等基础条件下试制的试样6的显微结构中碳化物硬相分布较均匀,表层显微硬度约为基体的4倍。     

棘手的穴蚀

穴蚀是指柴油机湿式气缸套外壁与冷却液接触的表面(水道部位)被破坏成一些针状的孔洞现象。穴蚀具有如下特点:(1)湿式缸套的穴蚀孔洞主要发生在水道部位,在活塞主推力面的一侧严重,对面较轻,两侧轴线方向几乎没有。(2)呈密集的蜂窝状分布的小孔群,小孔呈针状,孔洞表面清洁,没有腐蚀生成物。     

氧化钐包覆铁纳米复合粒子的合成及微波响应特性

以Fe和Sm2O3的微米粉体为原料，压制成块体靶材，在H2＋Ar混合气氛下蒸发，原位合成了Sm2O3包覆Fe纳米复合粒子，对其成分、结构和微波频段的电磁响应特性进行了分析。结果表明，Fe／Sm2O3复合纳米粒子具有清晰的“核／壳”结构，并通过“定量氧辅助-气-液-固”机制对其形成过程进行了探讨。电磁性能分析结果显示，由介电性稀土氧化物和铁磁性‘金属构成的“核／壳”纳米结构具有微波吸收特性，其损耗机制主要以介电型损耗为主。本文采用的物理气相方法有利于多组元的纳米结构复合，实现了稀土氧化物包覆异质金属纳米胶囊合成，为金属／稀土氧化物纳米复合材料的合成与应用提供，了试验依据。     

纳米Fe-Al/Cr3C2复合涂层的抗电化学腐蚀性能

研究纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr_3C_2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的系列复合涂层抗电化学腐蚀性能进行测试;利用Zview软件拟合交流阻抗谱,从定性到定量拟合对纳米Fe-Al/Cr_3C_2系列复合涂层的电化学腐蚀行为进行分析;利用扫描电子显微镜观察腐蚀后涂层表面形貌。添加了5%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层自腐蚀电位为-0.775V,自腐蚀电流为0.280mA/cm2,与其它涂层相比抗电化学腐蚀性能最优;此处添加的5%纳米级Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层的特征主要以均匀腐蚀性为主,而其它Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层都表现为一定的局部腐蚀特性。Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层本身的抗电化学腐蚀特性会受到Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的影响而存在改善的价值。加入量低于最佳值时,涂层因表面质量没有得到改善而抗电化学腐蚀性能较低;加入量高于最佳值时,涂层因表面高活性而导致抗电化学腐蚀性能较低。     

含无机类富勒烯(IF)过渡族金属硫化物纳米复合涂层的环境摩擦磨损特性

采用固-气相反应、反应沉淀和溶剂热诱导法实现了IF-MoS2、IF-WS2纳米粉体的宏观量制备.分别用化学共沉积方法在硬铝基体上制备Ni-P-(IF-WS2)复合镀层,磁控溅射和激光溅射技术在硬铝合金和钛合金基体上制各(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2梯度纳米复合涂层和IF-(Mo,W)S2/(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2多层纳米复合涂层.用划痕仪、球-盘式摩擦仪评估纳米涂层的结合力及其在真空(10-2 Pa)和大气中的摩擦磨损性能.Ni-P-(IF-MoS2)化学复合镀层的硬度、摩擦因数和磨损率明显低于Ni-P化学镀层.梯度和多层复合结构有利于涂层与合金基体结合力的提高.(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2纳米梯度复合涂层和(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2/IF-(Mo,W)S2纳米多层复合涂层在不同环境下都有低的摩擦因数和磨损率.含无机类富勒烯(IF-)WS2或MoS2的纳米复合涂层具有优良的环境稳定性.     

复合场(电磁场及激光)下发动机纳米复合涂层表面研究

在复合场(电磁场及激光)下,在发动机表面或引擎(活塞)表面喷溅了一层纳米复合涂层,研究了纳米复合涂层对发动机抗磨减摩性能的影响。结果表明:纳米复合涂层使发动机抗磨减摩性能显著提高,其中抗磨强度增强30%,减摩性能改善1/3左右。发动机纳米复合涂层各元素C,Rh,W随AES溅射深度的增加丰度减小。     

Fe_3O_4/TiO_2复合微粒电流变液的制备及其电流变性能

采用溶胶-凝胶法在经表面羟基活化处理的纳米Fe_3O_4颗粒表面包覆无定型态TiO_2,并用极性分子丙烯酰胺掺杂改性TiO_2包覆层,得到了Fe_3O_4/TiO_2核壳复合微粒,然后将其分散到甲基硅油中配制成复合微粒电流变液;研究了复合微粒的物相和微观形貌,以及电流变液的电流变性能。结果表明:TiO_2能够均匀紧密地包覆于纳米Fe_3O_4颗粒表面,并且包覆4次TiO_2,搅拌时间为4h,丙烯酰胺质量分数为25%时,制得的复合微粒电流变液的电流变性能最好,其剪切强度可达41.9kPa。     

W/O微乳液法制备表面修饰纳米氟化镧润滑油添加剂

采用聚异丁烯丁二酰亚胺T152/S-80复合表面活性剂(w(Span80)∶w(Tween20)=2∶3(质量比))/异丁醇/500SN基础油/氟化铵水溶液W/O微乳液体系构建微反应器,通过原位表面修饰制备了含纳米LaF3粒子的液体润滑油添加剂,同时,采用洗涤法制备了干粉纳米LaF3。采用X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析了纳米LaF3粒子的结构和形貌。分别将液体添加剂和干粉加入基础油中,采用离心沉降法考察了不同后续分离方法得到的纳米粒子在基础油中的分散稳定性,用四球机考察了它们的摩擦学性能,最后采用扫描电子显微镜(SEM)观察了磨斑表面形貌。结果表明:所构建的微反应器制备的颗粒状纳米LaF3平均粒径在10~15 nm之间;纳米粒子在基础油中的分散稳定性对其摩擦学性能影响很大,液体添加剂中的纳米粒子在基础油中的分散稳定性和摩擦学性能大大高于干粉粒子;液体添加剂中的表面活性剂不仅有利于纳米粒子在基础油中的稳定分散而且有减摩作用。     

铬颗粒尺寸对镍-铬复合镀层900℃抗空气氧化和耐Na_2SO_4熔盐腐蚀性能的影响

采用复合电镀技术,在镍基体上分别制备了纳米铬-镍复合镀层和微米铬-镍复合镀层,用XRD、SEM/EDS等仪器分别对两种复合镀层在900℃空气中的氧化行为和在900℃Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为进行了研究.结果表明:与微米铬粒子增强的Ni-30%Cr复合镀层相比,纳米铬粒子增强的Ni-11%Cr复合镀层表现出更好的抗高温氧化和耐腐蚀性能;铬颗粒尺寸的减小增加了单位面积内Cr2O3的形核量,缩短了不同Cr2O3核间的距离,从而加速了保护性Cr2O3氧化膜的快速形成,这是Ni-11%Cr复合镀层抗氧化和耐腐蚀性能更好的主要原因.     

微纳米二氧化硅颗粒协同改性丙烯酸树脂及其摩擦学性能

采用硅烷偶联剂KH550改性前后的微/纳米二氧化硅（SiO2）颗粒对丙烯酸树脂进行改性,采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对树脂固化结果进行表征;用线性涂布器在铸铁表面制成微/纳米SiO2-丙烯酸树脂复合涂层,采用摩擦试验机R tec、表面轮廓仪和扫描电子显微镜分别测试涂层的摩擦因数、磨损率和磨痕形貌。结果表明：改性后SiO2对于涂层性能的增强均优于未改性SiO2,改性纳米SiO2提高涂层在干燥条件下的摩擦磨损性能,但对其在海水存在条件下的摩擦性能没有明显的影响;改性微米SiO2提高涂层的抗磨损性,但对摩擦因数影响不大;改性微纳米SiO2协同改性的涂层,在干燥条件下具有良好的摩擦磨损性能,但在海水存在条件下的摩擦磨损性能不如单组份SiO2改性丙烯酸树脂涂层。     

真空退火对磁控溅射CuS-MoS2涂层润滑性能的影响

为提高MoS2润滑涂层承载力和抗湿性能,使用磁控溅射技术制备CuS掺杂MoS2复合涂层,并对制备涂层进行220、320和420℃真空退火处理,以发挥CuS与MoS2协同润滑作用。采用场发射扫描电子显微镜、激光拉曼光谱分析涂层结构,通过洛氏硬度压痕试验、摩擦磨损试验和纳米压痕试验对涂层性能进行分析。实验结果表明:随CuS靶溅射功率提高,涂层中出现颗粒长大和CuS结晶化趋势,且CuS掺杂抑制了MoS 2形核长大,涂层膜-基结合力有所下降;真空退火处理后CuS-MoS2复合涂层表面发生分解,厚度明显降低,MoS2(002)相形核长大,摩擦学性能得到提升;320℃退火处理后涂层在常温和RH70%大气环境下获得最低平均摩擦因数0.08,纳米硬度达到5.64 GPa,并具有较好的耐磨损性能。研究认为由于CuS受热分解导致复合涂层结构和成分变化,生成了有利于发挥CuS与MoS2协同润滑效应的微晶相,使得涂层润滑性能得到明显提升。     

锂离子电池负极用网络结构SnO_2-C复合涂层的微观结构及其性能

通过简单的刮涂工艺,将含有氯化亚锡、聚丙烯腈(PAN)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液涂覆在铜箔表面,然后在真空下煅烧,制备出具有三维网络结构的SnO_2-C复合涂层,对其微观结构进行了表征,并对该网络结构SnO_2-C复合涂层一体化负极材料的性能进行了测试。结果表明:该复合涂层具有由宽度为0.1~1μm的碳基枝条相互连接而形成的连续三维网络结构,该碳基枝条由无定型结构的碳基体、尺寸为10~150nm的SnO_2纳米粒子和尺寸为1~5nm的微孔组成;当该复合涂层直接用作锂离子电池的负极时,在50 mA·g~(-1)电流密度下经过100次循环后其比容量为642mAh·g-1,在此循环过程中未出现比容量衰减的现象,在10A·g-1电流密度下其比容量仍为50mA·g~(-1)电流密度下比容量的43%,该复合涂层表现出良好的电化学性能。     

超声引发乳液聚合制备纳米Ag/PMMA复合粒子

用超声辐射不含引发剂、还原剂而仅含有银盐的甲基丙烯酸甲酯乳液,原位合成了纳米Ag/PMMA复合粒子,对其进行了FTIR、HRTEM、XRD表征.结果表明:以纳米银为核的复合粒子具有很好的分散性,且纳米银为多晶体,结晶为高度有序的结构.     

超细SC/Fe2O3@AP核壳结构复合粒子的制备及表征

为了提高AP基复合固体推进剂的燃速,采用反相乳状液法制备了超细柠檬酸钠(SC)/氧化铁(Fe2O3)@高氯酸铵(AP)核壳结构复合粒子,同时对比研究了SC/Fe2O3@AP与SC/Fe2O3-AP普通混合物的热分解特性,并将其应用于AP基复合固体推进剂中,探究2种复合粒子对AP基复合固体推进剂燃烧性能的影响。研究结果表明:与SC/Fe2O3-AP相比,SC/Fe2O3@AP的热分解峰温降低,表观活化能降低了约8.6%,热分解反应活性得到提高,并且含SC/Fe2O3@AP的AP基复合固体推进剂较含SC/Fe2O3-AP的AP基复合固体推进剂的热分解峰温提前。此外,含SC/Fe2O3-AP的AP基复合固体推进剂的燃速为45.33mm/s,含SC/Fe2O3@AP的AP基复合固体推进剂的燃速为46.46mm/s,燃速提高了2.5%。     

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.     

蒙脱土/Cu复合纳米的制备及其摩擦学性能研究

共混制备蒙脱土与Cu(MMT/Cu)复合纳米粒子,将其添加到150N基础油中,以45#钢为摩擦副,利用MMU-10G摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,使用EPMA-1600电子探针、金相显微镜、Genesis能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。结果表明:MMT/Cu复合纳米粒子作为润滑油添加剂具有优异的减摩效果和抗磨性能,与基础油相比,添加了MMT/Cu复合纳米粒子的油样使摩擦副的平均摩擦因数下降52%,摩擦副试样失重减少55%,这是由于MMT/Cu复合纳米粒子在摩擦表面生成了自修复膜层。     

掺铜TiN涂层和离子液复合润滑体系对铜/铜摩擦副载流摩擦学性能的影响

通过多弧离子镀技术在铜基体上制备了TiN及其掺杂原子分数10%和12%铜的涂层，用1-辛基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(OMImNTf₂)和1-十二烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐(C₁₂MImNTf₂)2种离子液作为润滑剂，研究了涂层与离子液组成的复合润滑体系对不同电压(0.5,1 V)下铜/铜摩擦副的载流摩擦学性能的影响。结果表明：在电压相同条件下，TiN涂层与OMImNTf₂复合润滑体系具有较好的协同润滑效果，TiN涂层与C₁₂MImNTf₂复合润滑体系具有较好的导电性能；在掺铜TiN涂层和2种离子液复合润滑体系下摩擦副的摩擦因数和接触电阻差别很小。当电压由0.5 V增大到1 V时，在TiN涂层、掺杂原子分数10%铜的TiN涂层与C₁₂MImNTf₂组成的复合润滑体系下摩擦副的摩擦学性能更稳定。掺杂原子分数12%铜的TiN涂层的摩擦副具有最小的摩擦因数和接触电阻。     

不同比表面积SiO_2对磁流变液流变特性和沉降稳定性的影响

以羰基铁粉为磁性颗粒,不同比表面积(150,200,380m~2·g~(-1))纳米SiO_2粒子为触变剂制备了磁流变液,研究了不同比表面积SiO_2对磁流变液流变特性和沉降稳定性的影响。结果表明:SiO_2的比表面积越大,磁流变液的饱和磁化强度和相对磁导率越大;随着SiO_2比表面积的增大,磁流变液的零场黏度先快速增大后略微减小,剪切应力、屈服应力和沉降稳定性增大;当SiO_2比表面积为380m~2·g~(-1)时,磁流变液表现出优良的可控性。