助推材料进步,发现材料之美——首届航空光学和电子金相照片大赛 序

<正>金相学是一门既古老又不断闪烁耀眼光环的学科,顾名思义,主要研究金属材料中相的组织、形貌及其结构。金属学的萌芽可以归功于Aloys Von Widmansttten(简称"魏氏")在1808年的首先发现。魏氏将铁陨石切成试片,经抛光再用硝酸水溶液蚀刻,利用类似我国拓碑技术将针状奥氏体印制下来,在人类历史首次揭开了金相学神秘的面纱。1863年H.C.Sorby(简称"索氏")用光学显微镜在被蚀刻     

塑料表面敷镀金属的方法

一种塑料表面敷镀金属的方法,由此依次实施以下加工处理步骤：塑料表面在温和蚀刻条件下蚀刻处理。随后,塑料表面用包含至少一种来自下面“钴盐、银盐、锡盐、铅盐”的盐的金属盐溶液处理。塑料表面用硫化物溶液处理。最后,塑料表面在金属槽中敷镀金属。     

烫金印刷品用蚀刻薄镁板的轧制工艺

正近些年来烫金印刷品用的金属用蚀刻板有用镁板替代锌板与铜板的发展趋势,镁板是绿色环保材料,并且在蚀刻时间上比铜板、锌板要节省40%～60%。随着烫金印刷品的增多,促使蚀刻镁板的需求量增加。目前蚀刻镁板都采用板片状材轧制方法生产。板片状材轧制工艺的不确定因素很多,废品率较大,导致生产成本过高。我公司摸索了蚀刻镁合金薄板的轧制工艺,优化了工艺参数,提高了成品率,现简要介绍于下,供同行们参考。     

化学微蚀刻法和微细电镀法制备微流控芯片金属模具工艺对比研究

针对化学微蚀刻法和微细电镀法制备微流控芯片金属模具进行了工艺对比研究。采用激光共聚焦显微镜分别检测表征由这两种加工工艺制备所得的模具微结构特征,对其侧壁陡度、尺寸均匀性、粗糙度进行对比分析。结果表明,化学微蚀刻法制备的模具微结构的侧壁呈不规则弧形、尺寸均匀性差,表面粗糙度较大 (R_a=3.58 μm)。而微细电镀法制备的模具微结构的侧壁则呈规则的梯形、尺寸均匀性好,表面粗糙度较小(R_a=0.65 μm)。微细电镀法制备的微流控芯片金属模具综合效果比化学微蚀刻好。     

由纳米金属与聚合物组成的混合复合材料

美国杜邦工程聚合物公司、Morph技术公司、Integran技术公司和PowerMetal技术公司联合研究小组开发成功一种纳米金属／聚合物混合复合材料，定名为“MetaFuse”，已用于制造了重量极轻的制件。该研究小组的目的在于开发出一种新材料，既具有金属的强度和刚度，又具备高性能热塑性塑料的柔软性和轻量性的优点。     

日立金属公司的引线框架材料

日立金属公司的引线框架材料引线框架材料大致分为冲压用材和蚀刻用材两类，作为冲压用材日立金属公司开发了ＹＥＦ４２和ＹＥＦ４２－ＳＨ合金，作为蚀刻用材则使用ＹＥＦ４２Ｌ和ＹＥＦ４２ＬＴ合金。ＹＥＦ４２是４１％Ｎｉ－Ｆｅ合金，与硅晶片的热匹配性好，强度高而...     

膜电解法再生FeCl3蚀刻液的蚀刻性能研究

对某蚀刻厂的废蚀刻液通过膜电解工艺进行再生,并通过蚀刻性能条件实验研究了蚀刻时间、温度、蚀刻液浓度、蚀刻液游离酸含量等因素对蚀刻液 (新蚀刻液、在线蚀刻液、再生蚀刻液) 氧化还原电位和蚀刻速率的影响。结果表明,再生蚀刻液满足蚀刻要求,并且当蚀刻温度为50~60 ℃、蚀刻液浓度为再生蚀刻液浓度的90%、游离酸浓度为0.3 mol/L以上时,再生蚀刻液蚀刻速率最大。     

模具钢表面阵列微结构蚀刻工艺的实验研究

通过喷淋蚀刻实验研究了模具钢微细蚀刻加工时,工件掩膜间隙、蚀刻液喷淋压力和加工时间对蚀刻深度的影响。蚀刻深度随掩膜间隙的蚀刻尺寸、加工时间的增加而增大,随蚀刻液喷淋压力的增大呈先增大后减小趋势。这归因于掩膜间隙和蚀刻液喷淋压力的增大加快了蚀刻液的更新,使蚀刻反应充分并有利于反应杂质的排除。但是过大的喷淋压力减小了蚀刻液驻留时间,阻碍了蚀刻深度的增加。     

GaSb半导体材料表面的化学蚀刻研究进展

提高GaSb材料表面的湿法化学蚀刻速率以及调控蚀刻后GaSb材料的表面形貌,对增强锑化物激光器器件的性能具有重要意义。总结了各种蚀刻体系蚀刻GaSb材料的速率和蚀刻后的表面形貌,及近年来关于GaSb半导体材料化学蚀刻的最新研究进展,关注的体系包括无机酸蚀刻体系、有机酸蚀刻体系、混酸蚀刻体系及其他蚀刻体系,对各蚀刻体系的蚀刻速率及蚀刻后的表面形貌进行对比,指出了各蚀刻体系优点与不足及后续的研究方向,归纳总结各了蚀刻体系中主要组成的作用。综述发现,可用于GaSb化学蚀刻液中的氧化剂主要有H_2O_2、HNO_3、I_2、Br_2、KMnO_4,络合剂(或溶解剂)主要有酒石酸、HF、HCl、柠檬酸等,缓冲剂(或稀释剂)主要有HAc和H_2O等。盐酸、双氧水和无机酸组成蚀刻液的蚀刻速率适中,蚀刻表面较为光滑;硝酸、氢氟酸组成的蚀刻液具有蚀刻速率快的优点,可通过添加有机酸或缓冲剂改善蚀刻效果,具有很大的发展前景;磷酸体系则具有蚀刻后台面平整、下切效应小等优点,但蚀刻速率较慢,蚀刻后表面较粗糙;硫酸体系蚀刻后表面较粗糙,不适于GaSb的湿法蚀刻;单一的有机酸和碱性体系的蚀刻速率较慢,但由于具有很强的蚀刻选择性,被广泛应用于GaSb基材料的选择性蚀刻。总体来说,无机酸和有机酸组成的蚀刻体系更有利于提高Ga Sb材料的蚀刻速率及控制表面形貌,各蚀刻体系均存在蚀刻速率可调性不强、蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题。基于此,总结了改进湿法化学蚀刻GaSb材料的多种研究思路,并对GaSb材料湿法蚀刻的未来发展方向进行展望。     

喷淋蚀刻模具钢的蚀刻深度研究

采用喷淋式蚀刻机,以FeCl3基蚀刻液对模具钢进行喷淋蚀刻,通过测定不同蚀刻液温度、不同喷淋压力下的蚀刻深度,考察了几个独立因素对蚀刻深度的影响,得出蚀刻深度的规律性变化:蚀刻深度增长速率随蚀刻液温度的升高而增大,随喷淋压力的增大而先增大,后逐渐减小。分析了蚀刻深度呈此种变化规律的原因。     

激光复合加工制备超疏水金属表面的研究进展

随着我国工业化进程的不断推进,金属材料已经广泛应用到生产生活的各个领域.仿生超疏水金属表面不仅能够延长金属材料在各种环境下的使用寿命,而且还能赋予材料表面自清洁、减阻、油水分离等新的性能.目前,研究人员已采用多种工艺在金属基体上制备出超疏水表面,超疏水金属表面的制备已经成为仿生学研究中的一个热点.首先介绍了润湿理论的发展,引出了制备超疏水金属表面的各种工艺方法,进一步归纳总结了激光加工制备超疏水金属表面的优势、特点和表面微结构.在此基础上,重点论述了近年来将激光加工工艺与化学刻蚀工艺、沉积工艺、离子注入工艺、涂层工艺和氧化工艺相结合的激光复合加工工艺,以及运用激光复合加工工艺制备的超疏水金属表面的结构和特点.激光复合加工不仅能够在金属表面形成更加丰富的微/纳米复合结构,而且能够使金属表面更快地获得超疏水性能,从而制备出稳定持久的超疏水金属表面.此外,复合加工能够降低对单一制备工艺的依耐性,扩大加工范围,降低生产成本.激光复合加工制备超疏水金属表面在实际应用中具有巨大的潜力.     

研究蚀刻液稳定性的一种方法

为了得到更好的蚀刻效果,有必要研究蚀刻液的稳定性,因而研究方法显得尤为重要。研究了3组各成分含量不同的蚀刻液的稳定性,通过原子发射光谱法测得蚀刻液中Ni2+浓度,并间接计算出腐蚀量,对比考察了根据蚀刻速率-腐蚀量的关系和蚀刻速率-时间的关系研究蚀刻液稳定性这2种方法。实验结果证明:根据蚀刻速率-腐蚀量的关系研究蚀刻液的稳定性具有可行性,且更具优越性;同时,3种蚀刻液中,1B42稳定性最好,且该蚀刻液的最大金属腐蚀量为3 g/L。     

CVD金刚石薄膜的微机械加工技术研究进展

金刚石薄膜是一种蕴涵巨大应用潜力的新型电子功能材料，但是它极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型，因此，金刚石薄膜的微机械加工技术是其MEMS应用的关键技术问题之一，本文介绍了近年来国内外在选择性生长，模型复制，激光刻蚀和等离子体刻蚀等金刚石微机械加工技术方面的研究进展，着重探讨了可以直接对金刚石薄膜进行微细加工的反应离子刻蚀技术，提出了改善微机械加工效果的金属掩膜侧壁钝化概念，为MEMS器件的金刚石微结构集成制造开辟了更为精确有效的技术途径。     

金属腐蚀方法提高刑事物证显微摄影质量的研究

目的通过对金属承痕客体表面使用腐蚀液进行处理,以提高其在常用的可见光源环境中的成像质量。方法对铝及铅板表面形成的线条及凹陷状痕迹,使用不同光源时光学显微镜下的成像特点进行研究,对高倍率下影响成像效果的色散现象进行分析。使用无水乙醇与50%(质量分数)丙酮的混合溶液对金属表面的痕迹进行前处理,对其成像质量进行检验,并讨论引起变化的原因。结果金属客体表面线条状痕迹中存在的微小线条会引起照明光的干涉现象,在显微拍照过程中能形成不同颜色的明暗条纹,极大地影响观察拍照质量。使用腐蚀液对金属客体表面痕迹进行腐蚀,可增大纳米尺度塑性变形部位的几何尺寸,改善显微镜的拍摄质量。结论使用特殊的腐蚀液对金属客体表面痕迹进行适当处理,可消除金属承痕客体在光学成像系统中干涉现象的发生,用此方法对金属表面痕迹进行前处理,可得到一种显微摄影条件下提高微小痕迹成像质量的方法。     

Structuring of nanoporous nickel-based superalloy membranes via laser etching

Structures with a very fine and regular porosity enable inventions or further developments of a multitude of components like substrate applications in fuel cell technology or catalytic reaction spaces in chemical reactors. Here we show a novel method for structuring nanoporous metal membranes to generate one-component modules with multi-functionality. For this purpose a combination of the laser etching and electrochemical-etching techniques is applied to directional coarsened nickel-based superalloys.     

板材冲压成形的智能化控制技术

板材冲压成形智能化是一项涉及控制科学、计算机科学和板材塑性成形理论等领域的综合性新技术。该技术的研究已有十几年的历史, 但主要是集中在V 型弯曲的回弹控制方面。直至90 年代初, 才开始对筒形件拉深的智能化控制进行探索性研究。该技术的研究带动了数据库、神经网络及模糊控制等技术在板材成形领域中的应用, 并提出了一系列新的研究课题     

Influence of the surface etching on the corrosion behaviour of a three-dimensional printed Ti–6Al–4V alloy

Recently, there has been an extension of three-dimensional (3D) printing technology of metal materials in the medical field. Additive technology has made it possible to manufacture customized implants. However, 3D printing products often require surface treatment. The possible treatments include acid etching. This study investigated the effect of surface etching on the corrosion resistance of Ti–6Al–4V alloy concerning biological applications. The samples were etched in a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid. The corrosion behaviour was described by measuring the time dependence of polarization resistance in a saline solution and surface analysis. The results showed that etching creates a fluoride-rich layer on the surface, which negatively affects the corrosion behaviour of the material for up to 24 hr. Cytocompatibility tests showed that the resulting layer does not affect the biocompatibility of the material.     

低热输入焊接技术的应用前景

作为最有效的焊接方法,低热输入焊接法被越来越多地应用于汽车和造船工业中薄板和轻质材料的连接,但是这种新的焊接技术在我国才刚刚起步.随着国家产业的升级换代,这种焊接技术有着广泛的用途,低热输入焊接技术可广泛应用于铝镁合金、超薄板、异种材料的连接,对实现轻量化制造,节能降耗意义重大,符合国家产业政策,特别适合于航空航天、高...     

Etch pit formation on metal films by wet chemicals

It is well known that the voids formed on metal interconnects shorten their lifetimes substantially in VLSI by inducing electromigration. Voids are often found on metal films after stripping photoresist films on metal films. These voids turn out to be etch pits formed by wet chemicals attacking the necks of the hillocks of CuA1₂ and Si precipitates. Etch pits are formed most easily by phenol-based strippers, while very few etch pits are formed by the ashing treatment (photoresist stripping employing a barrel type-plasma etching system). Also, it was found that etch pits tend to form more often on the metal films of Al-l%Si-0.5%Cu than on these of Ai-I%Si. Therefore, the remedy for void formation after photoresist stripping may be as follows: 1) Minimization of hillock formation by lowering residual gas contamination during the metal deposition process, 2) using phenol-free organic strippers or a plasma etching technique for photoresist stripping, and 3) using AI-I%Si alloy instead of AI-I%Si-0.5Cu alloy for the metal interconnect.     

TiO2光生阴极保护纳米薄膜研究进展

光生阴极保护是一种新型的电化学保护方法,近年来成为腐蚀防护领域的研究热点。TiO_2薄膜具有光生电子-空穴对分离能力优异、稳定性良好、价格低廉等优点,在光生阴极保护技术中具有突出优势。首先介绍了TiO_2薄膜光生阴极保护原理,随后介绍了TiO_2薄膜材料的不同制备方法,包括溶胶-凝胶法、阳极氧化法、水热法、热分解法、电泳沉积法和磁控溅射法等。接着针对目前TiO_2薄膜材料存在的问题,阐述了不同掺杂/复合改性方法,主要有掺杂金属和非金属、表面金属沉积、纳米碳材料复合和半导体复合等。同时,总结了不同TiO_2涂层/金属体系(TiO_2/不锈钢体系、TiO_2/铜体系和TiO_2/碳钢体系等)的光生阴极保护研究进展。最后,对TiO_2光生阴极保护技术今后的发展进行了展望,指出拓展TiO_2薄膜的光吸收范围,提高TiO_2光生电子-空穴对的分离效率,获得高结合力、高耐磨性、抗老化的TiO_2涂层,将是未来光生阴极保护领域的重要发展方向。