单道多层焊电弧增材制造成形研究

电弧增材制造的材料使用率高、成本低,但稳定性差、成形精度低,对增材制造件形貌进行分析,有利于提高其利用率。文章利用电弧增材制造方法,在Q235基板上进行单道多层焊实验,观察不同堆焊层数下的成形件情况,重点分析了焊接层数对成形件端部流淌的影响。结果表明:由于端部液态金属凝固过程中受多种力作用,随着焊接层数的增加,成形件两端出现流淌现象且逐渐加剧;成形件高度表现为中间高两端低,起弧端高于熄弧端;因下一层焊道对上一层焊道有重熔作用,随着焊接层数的增加,每一层焊道的高度也会增加,基板将会产生明显的焊接变形,当单道多层焊层数为20层时,其最大变形量可达3 mm。     

溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜及其性能的研究

目的 制备纳米TiO2薄膜并研究涂膜层数与催化性能的关系.方法 采用溶胶凝胶法并利用提拉技术制备纳米TiO2薄膜.应用朗伯-比尔定律分析其光催化活性,利用金相显微镜观察单层和多层薄膜的表面形貌,用红外光谱和XRD分析所制备薄膜材料的结构,利用甲基橙溶液研究该薄膜的光催化性能.结果 溶胶凝胶法在500℃的热处理温度制备了结晶良好的锐钛矿相结构的纳米TiO2薄膜材料,晶粒尺寸为40～80 nm;控制提拉速度和加入乙酰丙酮,能使薄膜的缺陷减少;涂膜层数为5层时光催化性能比1层到4层时好,这是由于5层时薄膜表面更均匀、更致密,但是层数增加也使薄膜的内应力增加,致使表面产生裂纹.结论 涂膜层数增加均使TiO2光催化性能得到提高,镀膜层数较少时,膜层较好,5层镀膜时膜层产生了裂纹.     

化学共沉淀法制备喷墨打印用光致变色色料

陶瓷喷墨打印技术以其独特的优点已成为各国研究的热点,开发功能型的墨水是陶瓷喷墨打印装饰技术发展的关键。采用化学共沉淀法,通过正交试验,制备了用于陶瓷喷墨打印墨水的光致变色色料粉体。通过紫外可见反射光中主要红色及蓝色波段的反射率研究样品的色度,确定优化制备条件为:w(Nd~(3+))∶w(Al~(3+))=1∶0.692、pH值为9、煅烧温度为1 000℃,较优样品在红色及蓝色波段反射率最高,蓝色波段反射率为134.44%,红色波段反射率为143.48%,样品变色的效果最显著。XRD分析表明,这种光致变色色料的样品主晶相为铝酸钕,结晶度达91.67%,次晶相为氧化钕。TEM研究表明,色料颗粒通过TEM测试分析得出:尺寸大小为150～200 nm,晶粒形貌呈六方形,晶格条纹清晰,晶体生长发育良好。     

锌合金熔融沉积三维打印工艺

针对现有金属件增材制造技术存在设备开发及运行成本高、成形效率低的问题,提出新的低成本且适用于中、低熔点金属材料的增材制造技术--熔融沉积3D打印成形,介绍了该技术原理.采用自主开发的成形设备,开展锌合金熔融沉积3D打印成形工艺试验,研究喷嘴高度、扫描速度和搭接率对成形效果的影响.研究结果表明：金属熔融沉积单道轨迹宽度与高度成反比例关系;当喷嘴高度为25~35 mm,扫描速度为8 mm/s时,所得的单道轨迹质量较好;当路径搭接率为35%~40%时,沉积单层表面质量较好;采用熔融沉积三维打印工艺所成形锌合金实体的致密度可以达到97%以上;通过提高坩埚加热温度、成形基板温度、退火温度和退火时间,可以显著增强成形件的致密度;采用金属熔融沉积三维打印工艺,可以实现具有复杂形状内流道模具的成形,不仅可以降低加工难度,还可以提高成形效率;熔融沉积三维打印成形锌合金实体的抗拉强度为198 MPa,屈服强度为140 MPa,伸长率为0.453%,拉伸性能与传统挤压铸造工艺相当,实体的显微组织呈现更细化的树枝状.     

液相还原银包覆碳纳米管

利用液相还原的方法在碳纳米管表面包覆金属银。通过扫描电子显微镜(SEM)对包覆层进行表征和分析,探讨了浓度、温度对包覆层均匀性的影响规律。结果表明,AgNO3、PVP、葡萄糖浓度为均0.01mol·L-1,反应温度为80℃时,碳纳米管表面形成了完整均匀的银包覆层。     

Heat Dissipation Performance of Metal Core Printed Circuit Board with Micro Heat Exchanger

带有微散热器的金属基板散热性能研究

秦典成¹,梁可为²

（1.广东省LED封装散热基板工程技术研究中心,广东 珠海519180;

2.乐健科技(珠海)有限公司,广东 珠海519180）

创新点说明：

本文借鉴热电分离式设计理念,将传统金属基板的金属基座加工成凸台结构,并以凸台作为微散热器（Micro Heat Exchanger,MHE）贯穿介电层作为热源的安放点,将传统金属基板（Regular MCPCB）的导热路径由“线路层-介电层-金属基座”变为现在的“线路层-微散热器-金属基座”,大幅提高金属基板的导热能力。

研究目的：

针对传统金属基板导热率过低,无法满足大功率LED封装散热需求的技术难题,以现有的传统金属基板为基础进行结构方面的创新,以期大幅提高金属基板的导热能力,从而解决大功率LED封装散热的技术瓶颈。

研究方法：

本文首先对目前大功率LED散热基板材料的研究现状进行阐述,然后针对现有的散热基板难以满足大功率LED封装散热需求的事实,提出基于热电分离式理念,对传统金属基板结构进行创新改进设计出一种带有微散热器的金属基板（MHE MCPCB）,并与导热率为4 W/(m.K)进行对比,研究两种不同结构的金属基板对同款13W的LED的散热效果有何差异。

研究结果：

经对比研究表明,在线路层、绝缘层及金属基厚度大致相同的条件下,带有微散热器的金属基板较之传统的4 W/(m.K)金属基板,其导热率有明显的提升。具体表现为,对于13W的LED模组,当基板底面温度控制在25±1℃的前提下,前者LED结温为49.72℃,后者LED结温为73.14℃,且前者对应的LED的光学性能也明显优于后者。经研究发现,因MHE MCPCB中微散热器/绝缘层界面的存在,使界面两侧形成一个较大的界面热阻,此热阻将热源所散发的大部分热量限制在微散热中,而微散热器为金属材质且与基座连为一体,能够迅速高效地将这部分热量传递至金属基座,然后再传递至外部热沉,从而突破了传统MCPCB中热量需经导热率较低的绝缘层传递至金属基座的局限,散热能力由此而大幅提升,有效改善了LED的光学性能。

结论：

因微散热器/绝缘层界面处界面热阻的存在,大部分热量被限制在微散热器所构成的区域内,而微散热器为金属材质,导热率极高,能够起到较好的热传递效果,从而使得金属基板的导热性能有明显的提升,极大地改善了LED的光学性能。

关键词：微散热器;金属基板;散热能力; LED;光学性能

     

GaN HEMT外延材料欧姆接触的研究

研究了Ti/Al/Ni/Au多层金属与GaNHEMT结构外延片的欧姆接触,发现接触特性与金属蒸发后的退火温度密切相关.在氮气氛中880℃条件下快速热退火30s,获得了为6.94×10-7·cm2的比接触电阻.光学显微镜观察表明,在这个条件下退火后金属层具有良好的表面形貌.     

高温超低碳IF钢在轧制过程中的氧化实验研究

在实际生产过程中,由于生成的氧化铁皮未能彻底清除,超低碳IF钢表面极易存在“丝斑缺陷”,严重影响了其表面性能。本文通过热重实验对超低碳IF钢在轧制过程中空气气氛下的氧化特性进行了实验研究,研究结果表明：超低碳IF钢的氧化程度与温度呈指数关系,且IF钢的氧化反应对温度的敏感性很高。在实验中,超低碳IF钢在炉温868℃,977℃,1087℃和1200℃,钢温868.4℃、976.9℃、1087.4℃、1199.5℃下,单位面积氧化增重分别为24.46 mg/cm2,108 mg/cm2,220 mg/cm2和355mg/cm2。通过对4种不同温度下氧化层的形貌和成分进行分析,发现钢温为868.4℃下氧化层表现出参差不齐的内外表面,界面处粗糙,且氧化层内部无孔隙。钢温为976.9℃时氧化层内部出现孔隙,氧化层与钢基体结合较紧密。钢温为1087.4℃时氧化层表面平整,氧化层内部未出现孔隙,但钢基体表面出现明显氧化情况。钢温为1199.5℃时氧化层内外表面平整,氧化层致密,内部未出现孔隙。氧化层的成分主要为FeO,Fe2O3和Fe3O4较小。     

铜粉表面化学镀银及表征

铜-银复合粉末具有良好的抗氧化性、热稳定性及高电导性,在电子浆料、导电填料等众多领域具有广阔的应用前景.利用化学镀的方法,采用氯化亚锡为敏化剂,甲醛为还原剂,合成了用于电子浆料的铜-银复合粉末.用X射线衍射、扫描电镜表征了复合粒子的晶型和形貌结构,研究了敏化剂氯化亚锡、反应温度、还原剂及镀液的pH值对材料晶型和形貌的影响.结果表明:采用甲醛为还原剂,经过敏化处理后,当镀液pH值为10时,在50℃下,合成的银包铜粉电接触材料有较好的形貌.     

化学镀银层形貌调控对表面浸润性的影响研究

本文在铜基表面上,采用了化学镀银和表面修饰的方法制备了具有枝晶状的微/纳米复合结构的超疏水表面。微观结构是影响和调控表面浸润性的重要因素之一,金属银层微观结构变化影响表面浸润性,当表面为枝晶状的微/纳米复合结构时,表面接触角最大为169°,考察预处理温度和化学镀时间对表面金属镀银层微观结构的影响。结果表明:-20℃低温处理有利银纳米粒子在铜表面成核生长;随化学镀时间增加,化学镀银层结构从纳米颗粒团簇转变为枝晶结构,再逐渐生长为类珊瑚结构,化学镀时间为30 s时表面为枝晶结构;最后分析各影响因素的作用机理及金属银层的成核生长过程。     

在多晶银基片上制备YBCO织构膜的研究

采用ＹＢＣＯ烧结靶平面磁控溅射，原位处理工艺，在多晶银基片上进行镀制高温超导薄膜的研究。经过大量实验，研究了沉积温度、真空度、氩氧比对膜层结构、性能的影响。并在温度为７００℃、真空度为１８Ｐａ、氩氧比为１：１，靶电流为１～２Ａ的条件下，获得了具有ｃ轴织构的ＹＢＣＯ超导薄膜。     

矿物纤维表面改性及其在造纸中应用

针对造纸常用填料(滑石粉、碳酸钙)加填量较大时填料留着低、纸张强度严重下降等问题,选用具有较高长径比的矿物纤维为原料,利用淀粉与棕榈酸反应形成疏水复合物包覆在矿物纤维表面的方法对其表面改性,研究改性矿物纤维制备工艺及改性前后矿物纤维对纸张性能的影响.结果表明:当m(淀粉):m(矿物纤维)为1:1,m(棕榈酸):m(淀粉)为3:10、反应温度80℃时,制得的改性矿物纤维性能相对最好,相同加填量下,加填改性矿物纤维的纸张不仅填料留着高,而且仍具有良好的性能,当加填量为25%时,加填改性矿物纤维纸张的耐破指数和抗张指数分别比加填原矿物纤维的纸张提高了42%和35%,纸页灰分前者比后者高9.9%,且纸张白度明显提高.     

星形微波等离子体化学气相沉积装置上类金刚石薄膜的制备

以甲烷、氢气和氧气为反应气体,分别在镜面抛光的单晶硅片和石英玻璃基片上制备了类金刚石薄膜,并用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱和傅立叶红外透射光谱仪等测试方法对薄膜的表面形貌、质量和光学性能进行了表征;通过对类金刚石（DLC）薄膜制备过程中碳源浓度、基片温度等参数的研究,掌握了工艺参数对薄膜性能的影响规律,并在此基础上成功地对薄膜的沉积工艺进行了优化.结果表明,当反应气体中的流量配比为甲烷∶氢气∶氧气=10∶100∶1,腔体压力和基片温度分别为0.5 kPa和400℃,制备出的DLC薄膜表面光滑平整,薄膜中的纳米金刚石特征峰明显,在石英玻璃上沉积的DLC薄膜在3 000～4 000 cm-1波数区间透光率超过80％,达到了光学应用要求.     

喷墨打印机关键技术研究

喷墨打印技术是一种快速发展的高质量图像输出技术,在非接触打印技术领域占有重要地位。惠普、佳能和爱普生三个公司几乎占领了整个喷墨打印机市场,每个公司都有各自独特的核心技术。从喷墨打印机的基本技术指标出发,对爱普生喷墨打印机的关键技术进行了介绍,着重探讨了爱普生公司相比其它喷墨打印机生产厂家的优势所在。     

高铬铸铁的正火组织与性能研究

研究正火温度对新型高铬铸铁组织、硬度(HRC)及冲击韧性的影响。实验结果表明高铬铸铁在800~950℃正火时,其组织由珠光体+少量铁素体+网状共晶碳化物组成;在1 000~1 050℃正火时,碳化物溶解析出,珠光体球化,得到铁素体基体上分布的粒状碳化物+共晶碳化物+少量珠光体,硬度略有降低;在1 100~1 150℃正火时,共晶碳化物溶解得更多,冷却过程中奥氏体中析出弥散碳化物,冷却后得到马氏体(过饱和铁素体)基体上弥散碳化物+共晶碳化物,硬度明显升高,并在1 150℃时硬度达到最大值,在800~1 150℃正火加热温度范围内,冲击韧性在4.2~4.7 Jcm2之间波动,总体变化不大。     

化学法在Ni-W基带上制备Ag缓冲层研究

在双轴织构的Ni-W基带上,采用化学镀银法为YBa2Cu3O7-δ（YBCO）涂层导体制备Ag缓冲层薄膜,并通过XRD和φ扫描研究烧结温度和镀银次数对Ag薄膜取向的影响。结果表明,在Ar-H2混合气氛下,于870℃镀银5次所制备的薄膜具有（200）晶面单一取向;采用化学法制备的Ag薄膜有较好的外延性,且适用于涂层导体中的单一导电型缓冲层。     

硼酸镁晶须的制备及其中子辐射屏蔽性能

采用高温固相法制备硼酸镁晶须的最佳工艺条件为：焙烧温度大于900℃,焙烧时间为8.0 h.制得的晶须粗细均匀,晶型完美,直径约为1.5μm,长度约35μm,长径比约为24.经XRD、SEM和FT-IR分析确定为硼酸镁晶须.以酚醛树脂为基体,添加硼酸镁晶须制备硼酸镁晶须/酚醛树脂复合材料,探讨了硼酸镁晶须添加量和材料厚度对热中子屏蔽率的影响;当硼酸镁晶须添加量为40份时,热中子屏蔽率为73.64%,继续增加添加量,热中子屏蔽率增幅不大;材料厚度为1.0 cm时,热中子屏蔽率为85.01%,继续增加厚度,热中子屏蔽率增加不明显.实验结果表明,以硼酸镁晶须制备聚合物中子屏蔽材料不仅可行,而且对热中子辐射具有较好的屏蔽性能.     

多孔微通道扁管发展段流动换热特性实验研究

为了提高电子器件的散热能力,减少高温引起的器件性能降低和寿命缩短的问题,对多孔微通道平行流扁管单相对流换热在发展段高热流下的流动特性和换热能力进行对比研究,并从单双面加热、不同消除接触热阻的方法和不同热流密度3个方面对微通道发展段的换热能力的影响进行评价.该通道水力直径Dh=1.09 mm,高宽比α=0.85,雷诺数Re=206~4 553.实验结果显示:发展段的摩擦阻力特性层流区与经典理论较为吻合;实验管段单面加热比双面加热在换热能力上有明显增强,但随着Re的增加差距降低;消除接触热阻的方法对换热的影响差别明显不能忽略,采用钎焊的方法与填充导热硅脂的方法相比,可使加热件表面温度降低10℃;在Re1 000时,流体黏性变化对换热的影响较为明显,在高Re区域,不同热流密度下Nu值基本一致.     

PT4000改善涤纶织物喷墨印花应用性能研究

探讨了PT4000在不同的处理条件下对提高涤纶喷墨印花质量的影响．实验发现,使用PT4000可以改善喷墨印花的效果,印制的织物图案清晰,颜色鲜艳．较好的处理条件是室温处理30min,PT4000用量为3％．     

粘弹性聚合物微压印过程的仿真

为了获得更好的微压印填充效果,采用有限元仿真的方法研究了模具和衬底的几何参数对微压印工艺的影响,建立了聚合物的粘弹性材料模型以及微压印的几何模型.仿真结果表明,在相同的压印时间、压印温度和压印力下,模具的占空比为0.5时,材料对模具腔体的填充率最高为60%,占空比升高或下降都会使得填充率有所下降;模具的深宽比越低模具腔体的填充率越高,模具的深宽比为1时,填充率最高为71%;衬底的深宽比越高填充率越大,衬底深宽比为1.5时,填充率最高为63%.