圆片冲击法硅片强度测试中简支半径问题的研究

分析了圆片冲击法硅片强度测试中简支半径对动载荷挠度及强度测试值的影响，实验求得直径５０．８ｍｍ硅片抗弯强度测试值的校正系数为０．８。     

硅片的抗弯强度及其与高温抗形变能力的关系

通过实验系统地研究了硅中氧、氮、碳含量和状态以及硅片表面损伤对室温下硅片抗弯强度的影响规律，讨论了室温抗弯强度与高温抗形变能力之间的内在联系，提出了室温抗弯强度大小可以反映硅片高温抗形变能力的观点。     

用双晶衍射摆动曲线半峰宽研究硅片机械强度

实验研究了X射线双晶衍射摆动曲线半峰宽与硅片表面损伤层剥层深度及抗弯强度三者之间的关系。讨论了不同损伤类型的分布及对硅片机械强度的影响。从双晶衍射半峰宽值可以评估硅片的抗弯强度。     

注入能量对硅片的表面性能影响的研究

以单晶硅(111)作为研究对象,选用注入剂量为8×1015ions／cm2,注入能量分别为50,80和120 keV的C+注入方法对单晶硅片进行离子注入．利用原位纳米力学测试系统对C+注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦试验机上对C+注入前后硅片开展往复滑动微摩擦实验,研究其摩擦系数和声发射信号的变化,采用T-1000型表面轮廓仪测量C+注入前后硅片的磨损量,利用S-3000N型扫描电子显微镜表征C+注入前后硅片的磨损机理．结果表明,C+注入能量为50 keV硅片的纳米硬度和弹性模量大幅减小,而其他2种注入能量的纳米硬度和弹性模量与单晶硅相差较小;C+注入后硅片的减摩效果得到了提高,在小载荷下其摩擦系数大幅度降低,但在载荷达到一定值后,摩擦系数和声发射信号会迅速增加并且产生磨痕;注入能量为120 keV的硅片的减摩效果最佳,注入能量为80 keV和120 keV的硅片的抗磨性能较好;C+注入前后单晶硅片的磨损形貌在小载荷下以黏着磨损为主．     

聚晶金刚石复合片脱钴试验的抗弯强度对比分析

对不脱钴和脱钴的聚晶金刚石复合片(PDC)复合层分别进行抗弯强度测试,并根据其原理计算抗弯强度。采用XRD和SEM对断裂面的物相和形貌进行分析,观察钴含量对抗弯强度的影响。结果表明:脱钴后,PDC金刚石层中Co含量降低,韧性变差,受到载荷作用时首先出现裂纹,导致复合层在完全断裂前载荷-位移曲线有略微下降的趋势;两个系列PDC样品的复合层抗弯强度均较未脱钴的有明显降低,说明Co相的存在有助于提高PDC的抗弯强度;且随着脱钴深度的增加,PDC复合层抗弯强度的降幅增大。     

在法向均布载荷下四边简支矩形板大挠度问题的摄动解

本文采用摄动法,求得了最大挠度与载荷间的三次关系式,以及用无量纲形式表示的应力,并绘出了边缘为可移和不可移情况下,方板中心处的变曲应力和薄膜应力的应力曲线。     

循环载荷应力比对微动疲劳特性的影响

自行设计了实验装置, 研究了柱面—平面接触形式45 号钢在不同应力比(R =0 .00 , 0.25, 0 .50)轴 向循环载荷作用下的微动疲劳特性.确定了各应力比轴向循环载荷作用下的S ― N 曲线, 并对微 动疲劳断裂裂纹位置及断裂特征作了分析.研究结果表明:相同轴向循环载荷应力幅下, 微动疲劳 寿命随着轴向循环载荷应力比的增大而有所降低;微动疲劳断裂裂纹位置都在接近于接触中心而 又略偏于桥脚外侧的位置;在高应力比下断口截面上裂纹扩展的痕迹更明显, 断口截面更规则.     

基于ANSYS的埋地套管力学分析

运用ANSYS软件,建立了埋地套管的三维有限元模型。通过室内实验,分析了埋地套管管中心应力与地面施加载荷之间的关系,以及不同载荷下套管长度方向上的应力分布规律,并与有限元模拟结果进行对比,验证了模型的可靠性。最后结合油田几种套管案例建立了三维有限元模型,分析了套管达到屈服强度后的地面施加载荷的临界值,研究结果可为管道与套管的安全防护提供一定的参考。     

缺口件局部应力-应变关系影响因素的研究

为了分析缺口件局部应力-应变关系的影响因素,利用有限元方法对多轴循环载荷下的中心圆孔缺口试件进行了弹塑性有限元分析,讨论了应力幅、平均应力以及多轴性对缺口部位局部应力-应变关系的影响.结果表明:正应力幅和多轴载荷影响迟滞回线的形状,表征着材料的损伤,是疲劳分析中的重要因素;平均应力不影响迟滞回线的面积,对损伤没有影响,它主要影响迟滞回线中心的位置,在疲劳分析中须引入平均应力修正.     

钉载孔边裂纹的应力强度因子

本文根据Bueckner原理[1、2]计算了有中心椭圆孔或圆孔的平板受双向拉压、钉孔均匀内压、各种分布钉载以及各种旁路载荷和双向载荷同时作用情况下的孔边裂纹的张开型应力强度因子K_I。各种情况下的裂纹的应力强度因子均以积分表达式给出,并用自选步长辛普森数值积分法计算。方法简便并有足够的精度,适合于工程应用。     

绝缘层上单轴应变硅的应力计算与分析

为了研究晶圆级绝缘体上单轴应变硅的应力分布与应力变化趋势,首先利用绝缘体上硅晶圆在机械弯曲状态下退火的工艺,成功制作了绝缘层上单轴应变硅晶圆,其优点是工艺简单、成本低、应变量高．应用ANSYS仿真软件,重点对不同弯曲半径、不同晶向的机械致绝缘层上单轴应变硅晶圆的应力情况进行了模拟计算．模拟结果表明,应力随弯曲半径的减小而显著增加,且沿弯曲方向的应力最大,适于作为应变互补金属氧化半导体器件的沟道方向,但应力分布的均匀性会随弯曲半径的减小而略有下降．最后利用光纤光栅法对制备的绝缘层上单轴应变硅晶圆的应力分布进行了测量,其结果与ANSYS模拟结果吻合,证明了ANSYS模拟分析的准确性．     

硅基表面无形貌改变的硫酸／过氧化氢氧化清洗

提出了一种利用硫酸／过氧化氢溶液氧化清洗硅基的方法．硅片经超声预清洗后,放入硫酸／过氧化氢溶液中,80℃下氧化清洗其表面的污染物．通过接触角检测,表征了清洗前后硅基表面的亲水性变化．通过原子力显微镜（AFM）表征了经硫酸／过氧化氢溶液清洗后硅基的表面形貌．结果显示,经硫酸／过氧化氢溶液亲水化清洗30min后的硅基表面的接触角为7．3°,显示出很强的亲水性,其表面均方根粗糙度（RMS）仅为0．03nm．因此,硫酸／过氧化氢氧化清洗法是一种硅基表面无形貌改变的亲水化清洗方法．     

压弯组合应力下高强钢表面裂纹

分析了压应力对表面裂纹应力强度因子的影响,给出了压力影响修正系和压弯组合应力作用下表面裂纺形貌变化的统一表达式,提出用焊接角度板和轴向加载获得压弯组合应力来模拟潜艇耐压壳锥－柱焊接结合区的应力特征的实验方法,用980高强钢作试件,对压弯组合应力作用下的表面裂纹的疲劳行为进行了实验研究,描述了压弯疲劳载荷下面的裂纹形貌变化。     

双面抛光硅单晶表面光电压的计算

在小注入、稳定光照、忽略电场影响的情况下, 简要分析了影响光电压大小的因素。设样品的少子产生率仅是一维坐标的函数, 计算了Ｐ 型双面抛光硅单晶样品的表面光电压。结果表明, 表面势、光照强度对表面光电压的影响较大, 少数载流子在硅中的扩散长度、样品厚度等对表面光电压也有一定的影响。由于背抛光面对受光面入射光的反射, 使得少子产生率和受光面表面光电压都高于单面抛光片。     

大尺寸板状构件超声阵列悬浮技术

为了提高超声悬浮性能及其柔性化应用能力,满足包括集成电路硅片和太阳能电池极板等构件的非接触抓取和输运的应用需求,开展基于换能器阵列的大尺寸板状构件超声悬浮技术研究. 采用空间脉冲响应函数法,建立换能器阵列非自由超声场的声压分布及该声场内悬浮体所受声辐射力的理论表达式,结合COMSOL软件进行仿真研究,验证该理论表达式的正确性. 搭建基于换能器阵列的超声悬浮实验装置,分别开展同一激励电压不同尺寸硅片以及同一尺寸硅片不同激励电压下的声悬浮实验. 结果表明：该技术可以实现对尺寸远大于波长的物体在稳定高度的超声悬浮,且当悬浮体的重量小于超声阵列的最大负载能力时,悬浮高度随物体尺寸和激励电压的变化不明显.     

钢板激光多次扫描弯曲成形的数值模拟

利用有限元分析软件MSC．Marc，建立了中厚钢板激光多次扫描弯曲成形过程的三维弹塑性非线性热力耦合有限元模型．计算了整个激光弯曲成形过程中温度场、应力场和位移场的分布．实时测量了板材自由端一点位移和下表面三点温度随时间的变化．计算结果和实验结果吻合较好．用建立的模型分析了多次扫描过程中随扫描次数增加弯曲增量逐渐减小的原因．为激光弯曲成形工艺的实际应用奠定了理论基础．     

电泳砂轮加工机理及其试验研究

微细磨粒砂轮的试验研究是当前砂轮试制的主要发展趋势。本文叙述了超微细磨粒的电泳特性,并利用该特性试验研制一种新型的高密度低结合度超微细磨粒电泳砂轮,在ＭＭ７ １２０Ｈ精密磨床上,应用该砂轮对单晶硅片进行实际磨削加工,试验结果表明,通过控制磨削参数,可以降低工件表面粗糙度。     

一种控制硅片表面缺陷产生的新方法

本文通过对直拉硅进行大剂量中子辐照,并对硅片表面缺陷形成机理进行了探讨。研究表明,中照在硅片中引入大量辐照缺陷同硅片中杂质及点缺陷的相互作用,强烈地抑制了硅片表面缺陷的产生。     

多孔金字塔型黑硅电极的制备及其光电性能研究

介绍了一种不需要抗反射层的多孔黑硅的制备方法.通过两步法在n-硅上合成得到具有梯度折射的多孔金字塔型表面,该表面能有效降低硅片对太阳光的反射,对可见光区太阳光的反射率可降至2.24%,因此,有利于光电转换效率的提高.I-V曲线测试表明:多孔金字塔型硅电极的最大电流密度可达0.969mA/cm2,光电转换效率为22.3%.