Simulation-based performance analysis of an ultra-low specific on-resistance trench SOI LDMOS with a floating vertical field plate

An ultra-low specific on-resistance \((R_\mathrm{{on,sp}})\) trench SOI LDMOS with a floating vertical field plate structure (FVFPT SOI) is proposed in this paper. A floating vertical plate (FVFP) is introduced into the filled oxide trench of a conventional trench SOI LDMOS (CT SOI) to improve its electrical performance. We conduct related performance analysis to this device by simulation and investigate the effects of different parameters on its performance. The FVFP causes an assisted depletion effect especially for the trench surface regions. An ultra-low \(R_\mathrm{{on,sp}}\) is therefore obtained in the FVFP device due to higher drift region doping concentration \((N_\mathrm{{d}})\). A breakdown voltage (BV) of 188V and a \(R_\mathrm{{on,sp}}\) of \(0.9 \hbox { m}\Omega \, \hbox { cm}^{2}\) are realized on a 4.8-\({\upmu }\hbox {m}\)-long drift region, a 7.5-\({\upmu }\hbox {m}\)-thick top-silicon layer and a 0.5-\({\upmu }\hbox {m}\)-thick buried oxide (BOX) layer by our simulation. Eventually, the \(R_\mathrm{{on,sp}}\) for the FVFPT SOI can be reduced by more than 60%, while its BV is maintained the same class as the CT SOI, and the figure of merit (FOM) is enhanced by 155%. And a set of optimal parameters, including the structure parameters of plate and the property parameters of device, are obtained.     

Ni-B-C对La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20储氢合金电化学性能的影响研究

为提高新型AB₃型储氢合金La_0.94Mg_0.06Ni_3.49Co_0.73Mn_0.12Al_0.20的电化学性能,将球磨法制备的Ni-B-C粉末按不同重量比添加到合金中。采用X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析合金的相结构和表面形貌,添加Ni-B-C粉末后,合金相结构没有变化,仍由LaNi₅相和La₂Ni₇相两个相组成,但合金表面出现了细小颗粒。添加Ni-B-C粉末后,合金电极的最大放电容量和放电容量保持率均提高。当添加重量百分比为10%的Ni-B-C粉末后,电极的最大放电容量从346 mAh/g增加到363 mAh/g,50个循环后的放电容量保持率从70%提高到77%,交换电流密度I₀与极限电流密度I_L分别为106 mA/g和987 mA/g。动电位极化测试表明,电极的抗腐蚀能力也有所增强。研究结果表明,Ni-B-C可以提高AB₃型储氢合金的综合电化学性能。     

镁合金温控轧辊的温度场研究

镁合金板材轧制对工作辊的温度有特殊控制要求,本文采用导热油循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,基于有限差分法建立了轧辊、导热油传热过程的差分模型,利用FLUENT建立了导热油加热轧辊的流固耦合传热模型,并辅以相应的实验验证,给出了其传热过程中轧辊的温升曲线、辊身表面及横截面温度分布。结果表明：在不同的加热条件下,其表面温度分布呈现操作侧温度高、驱动侧温度低的特点,两端的温差范围在5-12℃,且流体温度与速度对其影响较小;轧辊内壁与外壁的最大温差6℃,可近似认为径向温度分布均匀;随着加热时间的增加,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及速度增大时,轧辊温升变快;轧辊停止加热后,其表面温度不会立即下降且持续增长一段时间,这段时间约为5-8分钟,流体的温度和速度对延长的时间影响较小;轧辊表面平均温度的计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为8.3%,表明该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的“等温”控制,实现“镁合金板材的等温轧制”控制。     

微量Y(0.2 wt.%)对铸造Mg-Sn合金热变形行为影响

采用MTS-CMT5105电子万能试验机,在温度为250~400℃、初始应变速率为10_-4~10_-1s_-1,最大变形量为40%的条件下,对铸态Mg-2.5Sn(wt.%)和Mg-2.5Sn-0.2Y(wt.%)合金进行压缩变形。结合真应力-应变曲线、峰值应力、显微组织、本构方程、DMM加工图,研究了微量Y(0.2 wt.%)对铸造Mg-Sn合金热变形行为的影响。结果表明：微量Y的添加,在较低应变速率时,会使Mg-Sn合金热压缩峰值应力增加30%以上;但在较高应变速率时,却对其影响不大。会改变合金塑性变形机制的控制方式,即由扩散控制变为位错的滑移和攀移。会抑制动态再结晶。会降低功率耗散系数,扩大加工失稳区。     

钛合金植入物梯度孔结构设计及其力学性能

植入物多孔结构的设计研究多以规则孔结构为主,而少有针对梯度孔结构设计。本文提出平面center及空间sphere两种梯度圆孔设计方法,实现完成对某一平面center梯度孔的植入物结构设计,采用激光选区熔化技术(Selective Laser Melting, SLM)制备出孔隙率为75%的医用钛合金Ti6Al4V梯度孔与规则孔结构植入物样件,进行微观材料表征和力学性能测试,得到相关力学数据。结果表明：该种梯度孔结构的力学性能优于规则孔,在孔隙率为75%的条件下,梯度孔样件的平均弹性模量较规则孔高36.25%,平均抗压强度提高29.9%。     

不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金组织与性能的影响

通过物理性能测试和采用扫面电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM、高分辨透射电子显微镜HRTEM等分析测试技术,系统研究不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金微观组织与性能的影响规律。研究结果表明,合金热轧在线淬火时效处理后,合金中存在大量的正交结构的大颗粒(Ni、Co)₂Si相和少量、细小的(Ni、Co)₂Si相,是导致合金综合性能无法满足后续使用的主要原因;经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,合金的硬度与时效时间的关系曲线均呈单峰型,而合金的导电率与时效时间的关系曲线均呈先快速增加后缓慢增大最后趋于稳定的趋势;合金经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,基体出现大量圆盘状的正交结构的(Ni、Co)₂Si相,与基体的取向关系为 。     

微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15% Er两种合金铸锭。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）、差热分析（DSC）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和常温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。研究结果表明： 微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。     

镁铝钆合金在空气中的氧化与燃烧

研究了在镁铝质量比为20:80的镁铝合金中加入稀土金属钆后,合金在空气中的氧化与燃烧特性。借助TG-DSC,SEM,XRD,EDS以及高速摄像仪等仪器对Mg-Al-Gd合金的氧化、燃烧过程及产物进行分析。结果表明:相对于不含钆的Mg-Al合金,Mg-Al-Gd合金在空气中的点火温度较低,约为487.6℃。在TG-DSC实验中,镁铝钆合金的氧化分为2个阶段,第1个阶段为镁的氧化反应,第2个阶段为氧化镁、铝以及氧气的反应,反应生成MgAl_2O_4。当Mg-Al-Gd合金在空气中燃烧时,合金粒子表面会形成一层薄的致密的氧化层,氧化层限制了合金粒子固相或液相的氧化,促进其气相燃烧,同时也导致燃烧出现喷射现象。燃烧没有生成MgAl_2O_4,而是形成了一种新的产物AlN。     

超声辅助对共沉淀法制备富锂锰基正极材料Li[Li_0.144Ni_0.136Co_0.136Mn_0.544]O₂性能影响的研究

通过超声辅助共沉淀法成功制备了富锂锰基正极电极材料,研究了不同的超声时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。研究发现,超声辅助能够使材料颗粒更加均匀,结构更合理,有利于材料电化学性能的提升。当合成前躯体材料超声时间为8h时,复合材料的放电比容量最好,在0.1C的初始放电比容量为327.8 mAh g_-1,均高于未超声的复合材料的265.2 mAh g_-1,1C下循环50圈后放电容量为181.6 mAh g_-1,保持率为84.8%。通过循环伏安法测试和电化学交流阻抗测试,发现超声后的复合材料还原氧化峰电流更大,电荷转移阻抗更小,具有较好的倍率性能。     

异种搅拌摩擦焊接AA2024-7075接头沿厚度方向上的电子背散射衍射分析

本研究以5mm厚的AA2024-T351和AA7075-T651铝合金板材进行搅拌摩擦对接焊,研究了异种铝合金搅拌摩擦焊AA2024-7075接头焊核区沿厚度方向的微观组织演化。研究结果表明：焊核区的晶粒尺寸从焊缝顶部到底部依次降低。轴肩区和焊缝底部区域的再结晶组分低于焊缝中心区。焊核区形成了简单的剪切织构且织构分布并不均匀。轴肩区主要是B 和?B织构组分,而底部区域主要是A 和?A织构组分,C织构组分则出现在中心区域。中心区域的织构强度低于焊核顶部和底部区域,这主要是由于该区域出现了洋葱环,是材料混合区域,使得晶粒取向更为随机。