电子封装用铜及银键合丝研究进展

随着电子封装高密度化、高速度化和小型化发展,金键合丝由于成本和性能等问题已不能满足要求。成本更加低廉的铜及银键合丝逐渐成为金丝替代品,但铜键合丝存在硬度高、易氧化、工艺复杂等问题,银键合丝存在抗拉强度低、Ag~+迁移和高温抗氧化抗性差等缺点。针对上述问题,广大学者进行了分析和研究,根据相关的文献、专利和产品,综述了铜及银键合丝的性能特点、成分设计、制备工艺、可靠性研究和性能改善方法,并对其发展前景进行了展望。     

利用基于表面等离子体共振的生物光学传感器检测牛奶中氨苄青霉素残留的方法

采用表面等离子体共振的生物光学传感器的方法,利用生物分子相互作用分析原理及传感器对折射率的高度敏感性,结合传感器金膜表面绑定抗氨苄青霉素单克隆抗体的技术,实现了牛奶中氨苄青霉素含量的定量检测.实验中利用微型表面等离子体共振传感器构建了测量系统,介绍了传感器表面的处理方法,并对氨苄青霉素浓度为0、10、50、100ng/ml的牛奶样品进行了测量,通过对测量结果进行分析,得到了不同氨苄青霉素浓度的传感器响应图,对牛奶中氨苄青霉素含量的最低检测限达到了50ne/ml.结果表明,基于表面等离子体共振的光学生物传感器在牛奶抗生素药物残留检测方面具有很好的应用前景.     

共焦激光扫描显微镜在冶金中的应用

共焦激光扫描显微镜（CLSM）是普通光学显微镜与激光、计算机相结合的产物,具有比普通光学显微镜更高的分辨率,并且可以实现对样品的分层扫描,进而进行动态原位观察。利用CLSM可以直接观察金属的晶体长大过程,高温相变过程以及凝固过程中第二相粒子的各种行为。本文综述了CLSM系统的组成和原理以及其在冶金领域的应用,如夹杂物的碰撞、聚集、长大,在钢渣界面的扩散过程及在凝固前沿的捕捉/推进行为,析出物的形核析出过程等。     

X80管线钢LF-RH二次精炼过程夹杂物行为及控制

研究了210 t BOF-LF-RH-CC工艺流程生产X80管线钢(%:0.041～0.044C、0.15Si、1.78～1.80Mn、0.007～0.010P、0.000 8～0.001 2S、0.039～0.047[Al]s)时精炼过程中夹杂物的变化。在BOF出钢阶段采用加Al强脱氧(0.01%～0.02%[Al]s),LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣(精炼渣成分%:50～58CaO、7～10MgO、20～25Al₂O₃、4～7SiO₂、0.5～1.4TFe),炉渣和钢液反应活跃,使得钢中Al₂O₃夹杂物很快向液态钙铝酸盐和部分液态CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物转变。液态夹杂物通过碰撞、聚合、长大及上浮去除,提高了钢液的洁净度。浇铸前T[O]降到(7～10)×10^-6,钢中夹杂物尺寸在3～5μm,试验炉次的热轧板内未发现大尺寸的低熔点钙铝酸盐类长条夹杂物。     

堆垛缓冷对连铸坯中心偏析的影响

研究了轧制前堆垛缓冷处理对连铸坯中心偏析的影响。通过对试验铸坯横断面的低倍硫印检验和沿铸坯厚度方向上的化学分析以及对轧后钢板的断面组织观察,发现轧前堆垛缓冷处理减轻了铸坯中心碳偏析和轧后钢板带状组织。堆垛缓冷48 h的铸坯中心偏析级别由C类2.0下降到C类1.5;堆垛缓冷36 h的铸坯轧后钢板与堆垛缓冷24 h的试样相比,其断面带状组织明显减轻,且没有明显连续的珠光体带状组织。     

超低氧车轮钢中TiN夹杂析出的热力学分析及控制

通过对高速车轮钢中TiN夹杂物析出进行热力学分析,得到了车轮钢的液相线和固相线温度及1873K时Ti、N的活度.对TiN生成反应和钢中Ti、N溶度积进行了计算.结果表明:TiN只能在固相中生成,但在本车轮钢Ti、N含量下,固相中也没有TiN生成的条件,只有在钢液凝固前沿,由于Ti、N在两相区的富集,TiN夹杂物的生成反应得以进行.因此,在生产中,适当提高连铸二冷的冷却速率,使钢液快速凝固,减少凝固前沿Ti、N的富集时间,可减少纯TiN的析出.对本实验车轮钢中TiN夹杂的检测结果进行计算分析可知,在正常生产时铸坯冷却速率条件下,将钢中Ti的质量分数控制在3.5×10-5以下、N的质量分数控制在3.1×10-5以下,理论上可以消除TiN夹杂物的析出,改善车轮钢的疲劳性能,提高车轮的使用寿命.     

钢中硅质量分数对出钢渣洗脱硫效果影响

 为了提高出钢渣洗脱硫效果,在国内某钢厂300 t转炉进行了21炉出钢渣洗脱硫试验。研究结果表明,当钢中Als和硫质量分数分别为0.025%～0.045%和0.002%～0.004%时,钢中硅质量分数对出钢渣洗脱硫效果影响十分显著,而锰质量分数对出钢渣洗脱硫效果没有直接的影响。通过将出钢过程钢水硅质量分数控制在0.05%以上,并借助渣洗脱硫工艺,可以稳定生产硫质量分数小于0.002%的管线钢。此外,基于耦合反应动力学模型,通过将Al-O反应、Si-O反应、脱硫反应和Fe-O反应进行耦合,得到钢中硅质量分数是通过影响界面氧活度来影响渣洗脱硫效果。在钢水氧活度变化不大的条件下,界面氧活度主要取决于炉渣氧化性,而从炉渣成分中可以看出,硅质量分数小于0.05%的钢种对应的炉渣氧化性要高于硅质量分数大于0.05%的钢种,这与模型计算结果相一致。     

低合金高强钢中非金属夹杂物的改性

借助热力学软件Thermo-Calc和ASPEX自动扫描电镜等分析手段,研究了低合金高强钢精炼过程渣-钢反应和钙处理对夹杂物改性行为的影响.通过提高炉渣碱度和w(CaO)/w(Al₂O₃)值以及降低炉渣氧化性等措施,钙处理前钢中Al₂O₃夹杂物转变为靠近1600℃液相区的CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物和少量的MgO·Al₂O₃尖晶石.在渣-钢反应对Al₂O₃部分变性的基础上,钙线喂入量每炉由优化前的800 m减少到300 m仍能达到夹杂物改性的目的.      

GCr15轴承钢冶炼过程钢液洁净度变化

 研究了EAF→LF→VD→软搅→CC工艺生产GCr15轴承钢冶炼过程钢中T[O]及非金属夹杂物的变化情况。通过将电炉出钢碳质量分数控制为0.2%～0.4%、出钢加铝强脱氧及造预精炼渣、LF精炼过程造高碱度强还原性炉渣、VD真空强搅拌及防止中间包二次氧化,可以生产[w(T[O])]等于8×10－6的轴承钢。在炉外精炼过程中夹杂物经历了Al2O3→MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3演变。LF精炼过程夹杂物平均尺寸减小,经过VD真空处理后尺寸增加,接着在软搅和中间包过程继续减小。利用VD真空处理可以去除高达74%的夹杂物。     

X70管线钢RH真空脱气过程夹杂物的去除行为

 利用ASPEX全自动扫描电镜对X70管线钢RH真空处理过程的夹杂物形貌、成分、数量和尺寸进行了系统研究。结果表明,RH过程中夹杂物主要为液态球状含少量MgO的CaO-Al2O3系夹杂物。夹杂物随RH真空处理时间的增加而减少,RH处理28min后,钢液中夹杂物去除率达70%。除延长RH真空处理时间外,减少RH进站夹杂物可大幅降低RH终点夹杂物数量。总体夹杂物和1~5μm夹杂物数量随RH真空处理时间单调递减;对于大于5μm的夹杂物,其数量先增大后减少,而且随着夹杂物尺寸的增加,数量达到最大值所需真空处理时间增加。RH真空处理后,夹杂物平均尺寸有所增加,由2.2~2.5μm增加到3.0~3.9μm。