基于SOI材料的兵器微电子技术应用分析

随着集成技术进入亚微米阶段,传统的硅基集成电路由于存在闩锁等不利因素,使其应用受到了限制。而基于SOI材料的微电子技术是能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术,是国际半导体的前沿技术之一,是发展兵器装备用元器件的又一关键材料技术。介绍了SOI材料结构技术用于微电子器件的优势、SOI结构及基于SOI结构材料的兵器微电子技术应用,展望了SOI技术的发展前景。     

带内表面裂纹的身管温度应力强度因子研究

用权函数方法导出了身管内表面的半椭圆形裂纹出于温度应力引起的应力强度因子的公式,这些公式可用于计算身管在不同的裂纹深度、形状、温度、材料和尺寸下的温度应力强度因子;同时,还研究了温度应力强度因子随表面裂纹深度和形状变化的规律,这些规律对厚壁筒构件的设计及工程应用提供了参考。     

亚稳态材料的变形失稳及应力平台

亚稳态的 Cr Ni系奥氏体不锈钢在 - 1 96℃拉伸应力应变曲线发现有弹塑性失稳与应力平台现象 ,试验结果表明应变率增加 ,εphεL 增大。 XRD分析证明弹塑性失稳点是应变诱发马氏体形成起始点 ,应力平台是形变硬化和相变软化在一定应变范围内达到动态平衡造成的 ,它与吕德斯带在试样中的传播有着本质的不同。测定计算得到 :产生单位体积分数马氏体相变所需的应变能 ,即相变能为 3.85× 1 0 6 J/ m3,且在弹塑性失稳及应力平台阶段其值保持恒定     

亚稳态材料的超长应力平台现象及分析

研究了亚稳奥氏体不锈钢应变率对应力平台长度的影响。结果表明 ,应变率增加 ,应力平台长度εL 增加 ,平台长度占总应变的比例 β也随之增加 ,并在高应变率时演化为平台长度近 2 0 % ,平台长度占总应变比例约 40 %的超长应力平台。如此长的应力平台与高应变率时应变诱发马氏体转变速率df/dε减小有关     

4Cr1 3线材轧制后冷却速率对表面宏观应力和微观组织影响的研究

利用X -射线应力仪和扫描电镜分别测试、观察了 4Cr13线材轧后不同冷却速率下表面宏观应力和微观组织。研究结果表明表面裂纹是因冷却速率过快所造成的。     

高氯酸铵疏水表面的制备及表征

为降低高氯酸铵(AP)的吸湿性,采用聚苯乙烯(PS)和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(氟硅烷,FAS:C14F12H20SiO3)对其表面包覆。将高氯酸铵(AP)和聚苯乙烯(PS)复合,再用FAS处理得到AP/PS/FAS粒子和复合薄膜。通过吸湿率和接触角测试研究了其吸湿性。用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析研究其微观形貌结构。结果表明,AP/PS/FAS复合薄膜的吸湿率最小,且基本不吸水。未处理AP的接触角为0°,AP/PS/FAS复合薄膜与水的接触角为(113±2)°。AP/PS/FAS复合薄膜表面具有类似荷叶表面的微观形貌结构,其表面含有氟硅烷分子,有利于AP疏水表面的形成。     

化学机械抛光中背垫对硅片表面接触压强分布及宏观表面形貌的影响

为了获得单晶硅片化学机械抛光过程中背垫对接触压强分布的影响规律,建立了有背垫抛光过程的接触力学模型和边界条件,利用有限元方法进行了有背垫时的接触压强分布的计算与分析,并利用抛光实验对计算结果进行了验证,获得了硅片与抛光垫的接触表面压强分布形态,以及背垫的物理参数对压强分布的影响规律。结果表明,在有背垫时接触压强的分布仍存在不均匀性,而且在硅片外径邻域内接触压强最大,这导致了被加工硅片产生平面度误差与塌边。增加背垫的弹性模量和泊松比,可以改善接触表面压强分布均匀性,使硅片有效区域的平面度形貌变得更好。     

基于MEMS技术的惯性测量器件及系统的发展现状和应用

简要描述了MEMS系统的特点,介绍了基于MEMS技术的惯性测量器件及系统在国外的发展现状及应用情况,从武器系统低成本、小型化、高可靠性的发展趋势说明了武器系统中使用MEMS技术的必要性,同时根据武器系统对惯性测量器件的要求,通过国外武器系统中的成功应用说明了MEMS技术在飞航导弹或无人机的控制系统中使用的可行性,最后针对国内MEMS技术的发展情况,对MEMS惯性测量器件及系统在武器系统中的应用提出了相关要求。     

低碳钢表面合金强化层组织及性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Q235钢表面进行Mo- Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理。表面合金化层厚度达100 μm以上，表面Mo含量20%以上，Cr含量10%左右。超饱和渗碳表面含碳量在2.0%以上。在M-200磨损试验机上试验，摩擦因数平均为0.1，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.25倍。在箱式炉中690℃回火4h，表面平均硬度595 HVo．025，有较好的抗高温软化能力。     

电力用铝合金超疏水耐腐蚀膜层的制备与表征

用草酸阳极氧化、氟钛酸铵封孔再经硬脂酸表面修饰,在2A12铝合金表面制备超疏水耐腐蚀膜层。表征其微观形貌、表面成分和物相组成,测试膜层表面润湿性及耐蚀性。结果表明:氟钛酸铵封孔过程中生成Ti(OH)4起填充孔洞,改善阳极氧化膜的致密性,疏水状态较好,耐蚀性提高。阳极氧化膜封孔后再经表面修饰未生成新物相,但形成微纳米粗糙结构,水滴接触角达150.8°,呈超疏水状,耐蚀性进一步提高。封孔-修饰后阳极氧化膜具有微纳米粗糙结构和较低表面能,减少了腐蚀接触面积并抑制腐蚀,显著提高2A12铝合金耐蚀性,在电气用铝合金腐蚀防护方面具有应用前景。     

坦克履带销表面强化残余应力分析

用X射线应力测量仪分别测定了坦克履带销经滚压、喷丸和滚压加喷丸三种表面强化后的表面残余应力。结果表明 ,滚压后履带销的表面残压应力在轴向和切向均较其余二者大 ,故在这三种工艺中 ,滚压应为坦克履带销的最佳表面强化工艺。滚压后再喷丸显著降低滚压工件表面残余压应力     

电火花表面强化的热应力研究

分析电火花表面强化层的应力场特点,建立三维应力场模型,并利用APDL编程实现对应力场的有限元数值模拟,给出强化层和基体在不同位置、不同方向的应力分布和变化规律。结果表明:强化过程中,熔池及附近区域存在的巨大且剧烈变化的温度梯度和不一致的冷却速率使试样产生很大的热应力;由于热导率和热膨胀系数存在差异的缘故,各节点的应力值随着位置的变化而变化;试样的应力曲线在热影响区都存在突变,有强化层时,由于强化层和基体材料的比热容c和热导率κ不一致,加剧应力曲线在热影响区的突变;采用梯度强化层和热处理工艺可以有效地改善电火花表面强化层的应力分布。     

SiC单晶片切割过程动态切割力建模及PID控制

分析切割过程中不同工艺参数,如线锯速度、工件转速、工件进给量及线锯张紧力对切割力的影响,建立切割力与工艺参数的静态模型并进行简化,获得了进给量与动态切割力的模型,采用PID控制策略设计了切割力控制器。Matlab环境下仿真和试验表明:设计的控制器可良好地控制切割过程的切割力;对比切割完成的晶片表面粗糙度,该控制器可实现切割过程的稳定性,提高切片表面质量。     

低碳钢表面Cr合金层的低温高能球磨制备

采用高能球磨机,利用机械合金化原理,在室温下于20钢表面制得 Cr 合金层。采用 SEM、EDS、XRD 和显微硬度测试等技术分析 Cr 层的显微形貌、组织结构及力学性能并初步探讨合金层的形成机理。结果表明。采用本实验工艺能在20钢表面形成界面结合良好且厚度为60～80μm的 Cr 合金层。显微硬度测试表明,合金层最大显微硬度值高达661HV0.1,是基体硬度值的3倍多。界面处的显微硬度呈现梯度变化,对合金层起到很好的缓冲和支撑作用。分析其机理可知,大量机械能的输入促进了粉末与基体的结合,加快了原子间的扩散,使得 Cr 合金层得以形成。     

不同键合剂与RDX表界面作用

研究了多羟基醇类(LBA-22、LBA-201)、海因/三嗪类(CBA)、中性聚合物类(NPBA)和取代酰胺类(LTAIC)键合剂与RDX的表界面作用,并在RDX-CMDB推进剂中考察了这些键合剂的作用效果.采用接触角法和Wilhelmy吊板法测定键合剂与RDX的表界面特性参数,利用调和平均方程计算粘附功.结果表明CBA与RDX间的接触角为35.2°,粘附功为135.01 mN/m.红外光谱中RDX(-NO2)基团的吸收峰红移22 cm-1至1510 cm-1,且吸收带展宽.RDX经键合剂表面改性后,推进剂高温最大抗张强度从空白样的1.02 MPa提高到2.01 MPa,低温延伸率提高140%.各键合剂与RDX间的表界面性能数据与推进剂力学性能改善情况基本一致.     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

玻璃/铝多层结构间阳极键合机理及界面微观分析

采用阳极键合法对玻璃/铝多层结构层间连接进行试验,通过SEM、EDS分析玻璃/铝多层结构键合界面的显微组织。结果表明:对连接接头进行拉伸试验时,断裂发生在玻璃基体中,这表明键合界面的结合强度高于玻璃基体;界面由过渡层组成,且过渡层元素呈梯度分布,过渡区主要为Al2Si O5复合氧化物。分析认为键合界面处复合氧化物Al2Si O5的形成是实现玻璃/铝界面连接的主要原因。     

粉末冶金BeAl合金相界面裂纹微观应力场有限元分析

采用ANSYS有限元软件分析微观状态下粉末冶金铍铝合金裂纹沿铍铝两相界面分布时,拉伸与压缩两种情况下铍颗粒与铝基体界面处的应力场分布,定性讨论裂纹扩展延伸的机制以及对界面脱粘和屈服变形的影响。研究结果表明:裂纹形成后,对界面应力场的影响只局限在裂纹所在的微小区域内,远处的影响极小,裂纹尖端有明显的应力集中现象;在拉伸应力场中,裂尖处铝基体一侧σ1与σvon同时达到最大值,在强应力的作用下,裂纹极易沿铍铝相界面铝基体一侧失稳扩展,与实验结果基本一致;在压缩应力场中,裂尖处铝基体的σvon较之铍颗粒变化明显,屈服变形更容易在基体一侧发生。     

铜管与钢板爆炸焊接的实验研究

介绍热交换器制造中铜管与钢板的管板爆炸焊接实验研究结果,确定铜管与钢板爆炸焊接的工艺参数,分析管板爆炸焊接界面的波形特征。实验结果表明,铜管与钢板的爆炸焊接技术是可行的,并可应用于工业生产。根据实验结果,对理论药量计算公式进行修正。     

碳涂层对SiC纤维增强钛基复合材料界面显微结构及性能的影响

研究涂碳的SiC(C)/Ti-6Al-4V和无涂碳的SiC/Ti-6Al-4V材料的界面结构以及结合强度。结果表明:碳涂层阻止了径向纤维间的相互作用,该涂层界面反应物只是TiC,这些产物包含邻近碳涂层生成的细小晶粒和邻近金属基体生成的粗大晶粒;在无涂碳界面上,相邻纤维一侧产生的是TiC薄层,毗邻金属基体产生的是TiC和Ti5Si3晶粒组成的厚混合物,晶粒的大小从纤维到基体逐渐增大。涂炭和无涂碳复合材料的界面结合强度分别是(118.2±4.24),(230±6.28)MPa,证明碳涂层在纤维和基体之间提供了一个弱结合界面。涂碳纤维复合材料的界面结合发生在涂碳层和反应层之间,而无涂碳发生在纤维和反应层之间。