基于超声无损检测的扩散连接界面缺陷尺寸评估

针对扩散连接界面缺陷的无损检测问题，开展了人工缺陷试样的水浸超声检测试验研究，提出了扩散连接界面缺陷超声响应模型，开发了一种通过超声检测评估界面缺陷厚向尺寸的检测手段. 首先利用扩散连接的方法制备了带有人工缺陷扩散连接试样，采用30 MHz的入射波频率，对试样进行水浸超声无损检测. 基于超声无损检测原理提出了未焊合缺陷的超声响应模型，引入扩散连接界面劲度系数K作为桥梁建立起超声反射波反射率与界面缺陷尺寸之间的联系. 通过特定检测位置的超声反射波数据和实际微观缺陷尺寸数据拟合确定超声响应模型常数，进而实现基于超声无损检测的界面缺陷厚向尺寸评估. 结果表明，传统超声C扫描一般只是定性地反映缺陷存在与否，而厚向尺寸评估方法的提出在一定程度上为超声C扫描做了补充，有助于缺陷尺寸的定量检测，实现缺陷危害等级的评估.     

基于添加铜过渡层的钛钢异种金属真空扩散焊研究

研究了添加铜箔过渡层进行扩散焊接的纯钛TA2和14MnMoVN钢焊接接头的组织和性能。采用OM、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析对扩散焊接界面的微观组织、元素扩散和组织结构进行分析观察,通过拉伸试验对接头力学性能进行测试。结果表明:通过添加铜过渡层进行扩散焊接可以获得有效连接的钛/钢异种金属复合接头。结合良好的界面可以划分为接头元素扩散过渡区和铜钛结合区。其中钛向铜扩散,少量铁向铜扩散,这是三种元素的综合扩散过渡区。铜钛结合区是铜向钛扩散的区域,主要产生大量的铜钛金属间化合物。接头拉伸强度可以达到299 MPa,断裂位置位于铜钢结合区。     

马氏体-奥氏体复合钢复合层数对组织性能的影响

 开发更高性能的钢铁材料是促进“双碳”目标达成的有效途径之一。引入碳扩散是制备超高强度-高塑性复合钢的有效方法。在课题组前期研究基础上,利用真空热轧的方式制备不同层数的复合钢。通过增加层数,减小了复合钢内各层的厚度,复合钢在1 150 ℃热轧复合后继续保温过程,实现碳元素从高碳层向低碳层的扩散。利用扫描电子显微镜、FEI-透射电子显微镜及X射线衍射仪对组织及相组成进行了分析,利用电子探针显微分析仪测量了元素分配情况,并进行了硬度和拉伸性能测试。结果表明,随着层数的增加,复合钢内碳元素分布发生了明显的变化,马氏体层内部的碳含量逐渐升高,奥氏体层内部的碳含量逐渐降低,碳元素浓度差逐渐降低。同时,复合钢的屈服强度、抗拉强度和总伸长率呈现出先增加后降低的趋势。当复合钢内层数为9、11层时,其强度和塑性均超过单层马氏体钢;均匀伸长率随复合钢层数的增加而逐渐提高,15层复合钢取得了最大值(约10.1%)。9层复合钢获得了最佳的强度和塑性组合,与单层马氏体钢相比,抗拉强度(1 733 MPa)和伸长率(23.6%)分别提高了60 MPa和7.1%;同时其塑性也超过了单层奥氏体钢。此外,随着层数的增加,也导致奥氏体层比例逐渐提高,导致15层复合钢的强度低于单层马氏体钢的强度。     

水泥样品的准弹性中子散射谱分析

准弹性中子散射(Quasi-Elastic Neutron Scattering,QENS)实验是采用中子散射技术方法研究受限水动态的重要方法。本文采用跳跃扩散和转动扩散模型(Jump-Diffusion and Rotation-Diffusion Model,JRM)对水化硅酸镁(Magnesium-Silicate-Hydrate,M-S-H)和水化硅酸钙(Calcium-Silicate-Hydrate,C-S-H)水泥样品的QENS谱数据进行分析拟合。样品QENS谱的测量温度为210～280 K,散射矢量为3～19 nm~(-1),获得描述水泥样品微纳孔中三维受限水动态的相关物理参数包括:德拜沃伦因子A、不动水指数C、自扩散系数Dt、平均停留时间τ0和转动扩散系数Dr。拟合结果表明:水泥样品M-S-H和C-S-H的QENS谱拟合效果较好。数据拟合参数值表明:水泥样品内较大尺度纳米孔隙内的三维受限水在227 K出现相跨越。     

木格倒苗语数词中的羡余和谐

在苗语川黔滇次方言木格倒语中(1),数词“十”有多种语音近似的音节形式,但是在构成数词时,存在语用分布中互补、口语中竞争的事实.笔者主要采用历史语言学方法,并结合研究语言学的其他方法,从语言内部观察这种互补与竞争的语言事实,并阐释竞争中羡余元素的和谐.     

气体扩散层对质子交换膜燃料电池膜电极耐久性影响的定量分析

目前质子交换膜燃料电池(PEMFC)耐久性相关的材料研究主要集中在膜以及催化层上,对气体扩散层(GDL)衰减的研究较少,而且都集中在离线加速实验上,而离线加速实验结果难以与实际操作条件下的GDL衰减联系起来;并不能由此得出实际耐久性测试后GDL衰减对电池性能的影响程度。作者给出了定量分析GDL影响电池性能的实验方法。成功定量分析了GDL对MEA的耐久性影响:在800 mA/cm~2下,由GDL老化引起的MEA性能衰减率为13.22μV/h,在线耐久性测试的MEA性能衰减率为98.98μV/h,GDL衰减对性能的影响占整个MEA衰减的13.36%。     

纳米压痕法研究单晶Al3Sc相的硬度和杨氏模量

使用EBSD和纳米压痕法研究毫米级块状单晶Al₃Sc对应的取向、硬度和杨氏模量。试验结果表明,选用过共晶Al-Sc合金加热至液态后缓慢冷却(60 ℃/h)可以得到毫米级单晶Al₃Sc,通过EBSD和纳米压痕法得到五个不同取向(567)、(139)、(124)、(113)和(144)单晶Al₃Sc的硬度在3.7~4.3 GPa,复合弹性响应模量在143.6~146.1 GPa。对比不同泊松比下各取向的杨氏模量理论值与试验值,发现泊松比为0.188时二者之间差异最小,对应各取向的杨氏模量试验值在157.5~160.6 GPa。     

基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计

随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。