有限元模拟验证TC17钛合金前轴颈精密成形过程中变形和微观结构的关系

通过采用有限元模拟的分析方法,研究了前轴颈锻件成形过程中材料流动速度、内部温度场和流线分布情况;采用点追踪的方法研究了锻件不同区域的金属等效应变分布和不同区域的金属最大主应力变化情况。同时,采用金相显微镜对锻件高倍显微组织进行验证分析。通过研究发现,设计的中间坯形状尺寸、压下速率和变形量合适,实际成形情况和有限元模拟结果一致。在成形过程中锻件大头端由于材料流动剧烈而出现温升,导致锻件易出现粗晶或混晶区域。另外,从温度场分布结果来看,与模具接触区域的温降较严重,为了保证锻件不出现双相组织,在类似温降区域应保证有足够的机加余量,以保证零件的组织性能满足标准要求。     

高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器 （特邀）

硅基光子集成平台因其高集成度、CMOS工艺兼容性等特点在光通信领域受到了广泛的关注，而电光调制器作为光通信系统中最为重要的器件之一，承担着将电信号加载至光信号上的关键作用，为打破硅基调制器的性能限制，可利用硅和铌酸锂的大面积键合技术以及铌酸锂低损耗波导刻蚀技术实现高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器，目前该类调制器的性能可达半波电压3 V，3 dB电光带宽超过70 GHz，插入损耗小于1.8 dB, 消光比大于40 dB。文中对比了硅和铌酸锂异质集成调制器的研究现状并介绍了该异质集成薄膜调制器的结构设计与工艺实现方法。     

毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS 光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。     

InP/InGaP/GaAsSb/InGaAsSb/InP双异质结双极晶体管设计北大核心

应用半导体器件的电阻电容计算理论和SILVACO ATLAS软件,在综合考虑载流子渡越时间和电阻电容延迟时间对增益截止频率的影响下设计了一种InP/InGaP/GaAsSb/InGaAsSb/InP双异质结双极晶体管(DHBT)结构。该结构中在基区与发射区之间加入P型半导体层以降低基区与发射区之间的电子势垒,并通过引入梯度渐变材料及优化掺杂分布提高基区电场、增强集电区中易趋近于零区域的电场,器件的电流增益截止频率得到显著提升。此外,还列出了InGaP和InGaAsSb材料的禁带宽度和电子亲合势、P型GaAs_(0.51)Sb_(0.49)和InGaAsSb材料的电子迁移率的近似计算公式。     

不同组织Ti6321合金的绝热剪切行为研究

通过热处理获得等轴组织、双态组织和魏氏组织的Ti6321合金,研究不同组织的Ti6321合金在动态压缩下的绝热剪切行为。利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对帽形试样进行强迫剪切加载,结合扫描电子显微镜和金相显微镜,对其绝热剪切带和微观组织演化进行观察和分析。结果表明:Ti6321合金的绝热剪切敏感性与其组织密切相关,魏氏组织具有最高的绝热剪切敏感性,等轴组织与双态组织的绝热剪切敏感性接近。随着热处理温度的升高,双态组织的Ti6321合金初生α相含量降低,绝热剪切敏感性增大。冲击速度也会对Ti6321合金的绝热剪切行为产生较大影响,随着冲击速度提高,其绝热剪切敏感性提高。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

VO2/GaAs异质结的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射和后退火氧化工艺在p型GaAs单晶衬底上成功制备了n-VO_2/pGaAs异质结,研究了不同退火温度和退火时间对VO_2/GaAs异质结性能的影响,并分析其结晶取向、化学组分、膜层质量以及光电特性。结果表明,在退火时间2 h和退火温度693 K下能得到相变性能最佳的VO_2薄膜,相变前后电阻变化约2个数量级。VO_2/GaAs异质结在308 K、318 K和328 K温度下具有较好的整流特性,对应温度下的阈值跳变电压分别为6.9 V、6.6 V和6.2 V,该结果为基于VO_2相变特性的异质结光电器件的设计与应用提供了可行性。     

激光选区熔化自由制造异质材料零件技术研究

为解决当前激光选区熔化成型过程难以按需在零件任意位置自由布置不同材料的难题，基于多漏斗供粉+柔性清扫回收粉末原理，对异质材料零件激光选区熔化增材制造技术展开了研究，详细探讨了成型机理、粉尘污染防范机制及异质材料数据处理方法。采用CuSn10、4340两种不同的合金材料进了工艺实验验证。实验表明该方法可以较有效解决激光选区熔化成型过程异质材料布置难题，实现异质材料零件成型：（1）能自由地在不同层间或同层内不同区域按需布置不同的材料；（2）所得块状异质材料零件的铜合金材料区域Fe元素平均质量百分含量可控制在2%以下，钢材料区域Cu元素平均质量百分含量可控制在1%以下；（3）成功成型了一个具有复杂外形及微细材料区域特征的异质材料齿轮零件，零件异质材料区域不受零件复杂外形限制，可自由按需布置材料，0.5mm宽的层内异质材料区域也能被较好地表达出来，尺寸误差不超过±0.1mm。     

BiOBr/板钛矿相TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶剂热法制备了BiOBr/板钛矿相TiO_2复合材料,并对其物相、形貌特征和光催化性能等进行了表征。结果表明,制备出的复合材料由板钛矿相TiO_2纳米颗粒和BiOBr花球组成。随着BiOBr花球含量的增多,BiOBr/板钛矿相TiO_2复合材料的光催化性能逐渐增强,这主要归因于在复合材料中形成了BiOBr/TiO_2异质结,拓宽了TiO_2的光响应范围,有利于光生载流子的迁移,提高了光生电子-空穴对的分离效率,从而相较于各单一组分表现出更高的光催化活性。