氮化铝陶瓷与铜界面传热计算机仿真

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中研究热点问题，氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片。基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验，应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析，建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型，仿真结果与实验数据有较好的一致性。研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义。     

改性氮化铝/三元乙丙橡胶复合材料导热性能和力学性能的研究

选用三元乙丙橡胶(EPDM)为基胶,氮化铝(AlN)为导热填料,通过酚醛树脂(PF)对氮化铝进行表面改性处理,增加其在橡胶基体中的分散性。利用接触角和TGA测试表征改性效果。将改性前后的氮化铝分别填充到三元乙丙橡胶中,研究酚醛树脂改性氮化铝对复合材料的导热性能及力学性能的影响规律。结果表明:改性后氮化铝表面自由能均减小,氮化铝表面包覆了有机基团,减弱了其在橡胶基体中的团聚作用。热分解曲线可以说明,3种改性配比(1#~3#,m(PF)∶m(AlN)=1∶5,1∶4,1∶3)氮化铝的酚醛树脂包覆量为1#2#3#,填充改性后氮化铝的复合材料导热性能均有不同程度的提高,而力学性能均有所降低。综合考虑,酚醛树脂改性氮化铝的最佳质量配比为m(PF)∶m(AlN)=1∶4。     

氮化铝基复合相变材料的制备及性能研究

利用氮化铝材料的高导热的特性,采用造孔剂法烧制出多孔氮化铝材料,再采用真空吸附法吸附正十八烷相变材料制备正十八烷/氮化铝复合相变材料.采用扩散-渗出圈法确定出烧制多孔氮化铝材料所需粉料的最佳配比,并对正十八烷/氮化铝复合相变材料进行了DSC、SEM、FT-IR、TG及导热系数测试.结果表明:粉料中氮化铝含量为50％,造...     

氮化铝体单晶生长技术研究进展(英文)

评述氮化铝体单晶生长技术中常用的金属铝直接氮化法、溶解生长法、氢化物气相外延法和物理气相传输法.指出氢化物气相外延法和物理气相传输法是前景看好的生长氮化铝体单晶方法.介绍本课题组对物理气相传输法的一些改进.认为生长大尺寸氮化铝单晶体的研究将集中在精确控制生长条件、选择合适的坩埚材料、优化制备工艺和制备优质氮化铝籽晶等方面.     

低温固体界面热阻三维可视化仿真

提出低温固体界面传热的可视化仿真，将固体界面传热微观过程和宏观参数计算可视化。采用VC＋＋6．0工具设计了界面传热的可视化仿真软件，基于Bi2223与氮化铝陶瓷（AIN）界面热阻低温实验数据，导入仿真软件，得到Bi2223与氮化铝陶瓷（AlN）界面传热的可视化仿真图和仿真曲线，用仿真手段探索三维界面层传热的微观机理。     

氮化铝光波导的特性研究

氮化铝是一种重要的近紫外,蓝光半导体材料,它具有优良的物理特性。本文介绍了用ＭＯＣＶＤ制作的氮化铝波导的物理特性,尤其对氮化铝光波导薄膜的光学特进行了深入的研究,用波导测试的方法获得了其折射率的精确实验数据。     

新型氮化铝MEMS声压传感器技术

为了解决水下声学传感器技术领域中一直存在的提高低频响应灵敏度方面的迫切需求,本文利用氮化铝新型氮化铝敏感材料与声传感器设计技术相结合进行了声学传感器设计技术研究.开展了基于MEMS微结构的弯曲振动声敏感模式、力敏特性与压电敏感特性耦合、电荷信号提取电极设计等相关技术验证研究,完成了氮化铝MEMS声传感器测试芯片的工艺与...     

碳硅共掺氮化铝的p型掺杂效率研究

采用碳受主和硅施主共掺杂的方法制备低电阻率p型氮化铝晶体.通过第一性原理计算预测碳硅共掺氮化铝的p型掺杂效率及碳硅合适掺杂比.计算结果表明,在氮化铝中由碳硅共掺形成的Cn-Si络合物(n=1,2,3,4)可以稳定存在,特别是在C2-Si络合物中碳受主电离能仅有0.19 eV,比单个碳受主低0.28 eV.利用碳硅共掺方法,在实验上制备出空穴浓度为1.4×1014cm-3、迁移率为52 cm2/(V.s)的p型氮化铝晶体.     

蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析

介绍了在蓝宝石／氮化铝复合衬底上外延生长碳化硅薄膜材料的工艺技术。通过在蓝宝石衬底上预淀积一层薄的氮化铝缓冲使碳化硅薄膜的成核和黏附性得到很大的改善。用多种Ｘ光衍射方法对生长在蓝宝石／氮化铝复合衬底上的碳化硅薄膜的结构进行了分析,结果表明,可在这种衬底上成功地生长 出６Ｈ－ＳｉＣ单晶薄膜。     

原料对碳热还原法合成氮化铝粉末的影响

以氧化铝、碳黑、硝酸铝、葡萄糖为原料，采用2种不同的工艺制备了氧化铝-碳黑和硝酸铝-葡萄糖2种体系的原料混合物，研究了原料的种类对氮化铝粉末合成反应的影响，研究结果表明：以氧化铝和碳黑为原料时，氮化反应过程中只出现α-Al2O3和AlN相，该原料体系反应速度较慢，在温度为1650℃时氮化3～5h才能实现完全氮化；而以硝酸铝和葡萄糖为原料时，氮化反应过程中相变较复杂，出现了γ-Al2O3，α-Al2O3，AlON和AlN相，该原料体系反应速度较快，1550℃时仅需1～2h便可实现完全氮化；不同的起始原料不仅可以影响反应速度，还对粉末的粒度有较大影响，以氧化铝和碳黑为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为0.7μm，而以硝酸铝和葡萄糖为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为0.1μm。     

基于氮化铝单晶的声表面波压力传感器的特性研究

采用了声表面波(SAW)理论以及SAW谐振器的结构和工作原理,设计了一种基于声表面波(SAW)谐振式压力传感器。采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 对氮化铝单晶声表面波谐振器进行建模和仿真,提出符合声表面波振型的对称模态和反对称模态。计算出氮化铝单晶的相速度为5795.17m/s。讨论了氮化铝基底厚度对此压力传感器的相速度的影响。讨论了氮化铝金属化率对传感器的相速度的影响。最后通过附加0～1 000 kg/m2的质量块模拟不同压力下的传感器的频率响应,结果证明压力大小的变化与谐振频率之间具有良好的负相关线性关系。通过拟合得出线性表达式。     

磁控溅射法镀制氮化铝薄膜特性研究

氮化铝薄膜具有高折射率,良好的化学稳定性,耐磨摩、高电阻等特性在微电子器件和光学薄膜中有着广泛地应用.本文研究了反应式磁控溅射方法利用Ar/N2混合气体镀制氮化铝薄膜的工艺过程,实验表明在高真空和高泵浦速率条件下,放电电压直接依赖于反应气体珠浓度.薄膜的折射率,消光系数和薄膜硬度都依赖于氮气浓度的比例.通过工艺研究,找到了氮气在不同浓度下对氮化铝薄膜的折射率,消光系数以及薄膜硬度的影响,找出了镀制氮化镀制氮化铝薄膜的最佳工艺参数.在Ar/N2工作气体中氮气含量保持在40%条件下,用反应式磁控溅射方法,可以精确镀制出良好的氮化铝薄膜,其中折射率范围在2.25~2.4之间,消光系数为10-3,薄膜显微硬度大于20GPa.该薄膜可以广泛应用于微电子器件和光电器件上.     

SiC晶须－氮化铝分散工艺的研究

本文探讨了用于补强陶瓷基复合材料的ＳｉＣ晶须和氮化铝的分散工艺，研究结果表明：ＳｉＣ晶须采用乙酰丙酮预处理有助于分散，表面活性剂的加入对ＳｉＣ晶须有良好的分散作用，分散剂的粘度、酸度均对分散作用有较大的影响。     

采用火法工艺去除二次铝灰中的氮化铝

为了促进二次铝灰的再生利用,采用添加冰晶石并高温焙烧二次铝灰的火法工艺以去除其中的氮化铝.采用响应面法进行实验设计和参数优化.结果表明,添加适量冰晶石可以有效促进二次铝灰中氮化铝的氧化,但是过量的冰晶石会降低这种促进作用.相比于保温时间,焙烧温度和冰晶石质量分数对脱氮率的影响较为显著(p<0.0001).脱氮率的预测值...     

一种薄膜体声波谐振器的设计与验证

为简化薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计,提出一种薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计方法。仿真结构由诱导层和其上层的电极层-压电层-电极层的三明治结构组成。在最优有效机电耦合系数下确定初始薄膜体声波谐振器的薄膜厚度;然后确定诱导层厚度及其相应的频偏值;使用频偏值补偿并联谐振频率,重新计算补偿后的薄膜体声波谐振器中电极层与压电层的最优厚度比值,并使用COMSOL Multiphysics进行仿真验证。当并联谐振频率为3.60 GHz时,100 nm的氮化铝的频偏值为0.20 GHz。氮化铝的有效机电耦合系数最优为5.907%,进行频率补偿后,氮化铝的串联谐振频率和并联谐振频率分别为3.48 GHz和3.60 GHz,设计方法得到了验证。诱导层有效地优化了压电层C轴特性,减少了能量损耗。     

中频磁控反应溅射制备硅基氮化铝薄膜

利用中频磁控反应溅射技术,以高纯Al为靶材、高纯N2为反应气体,在Si(111)衬底上成功制备出氮化铝薄膜.通过X衍射分析和原子力显微镜测试发现:提高N2分压和升高衬底温度有利于AlN(110)的形成;随着衬底温度的改变,AlN薄膜的表面粗糙度也在变化,当衬底温度为230℃时,RMS表面粗糙度最小.实验结果表明:升高衬底温度有利于制备(110)面择优取向的AlN薄膜,退火是影响氮化铝薄膜表面粗糙度的重要因素.     

氮化铝陶瓷基片的传热机理研究

用流延成形法制造高热导率氮化铝陶瓷基片,对烧结后的样品进行了性能测试,用扫描电子显微镜、电子探针等实验手段进行了观测,分析了影响烧结样品密度和热导率的因素,提出优化生产工艺。     

工艺参数对磁控反应溅射AlN薄膜沉积速率的影响

采用射频磁控反应溅射法，以高纯Al为靶材，高纯N。为反应气体，成功制备了氮化铝(AlN)薄膜。研究了N2气流量、射频功率、溅射气压等工艺参数对AlN膜沉积速率的影响规律。结果表明，随着N2气流量的增加，靶面溅射由金属态过渡到氮化态，沉积速率随之明显降低；沉积速率随射频功率的增大几乎成线性增大，随靶基距的增大而减小；随着溅射气压的增大，沉积速率不断增大，但在一定气压下达到最大值后，沉积速率又随气压不断减小。     

氮化铝超微细粉制备规律的研究

利用直流电弧等离子体具有的高温、高反应活性和高的急冷速度等特点，通过氮等离子体与金属铝反应的方法，制备了平均粒径为５０ｕｍ的高纯氮化铝（ＡＩＮ）超微细粉，并对氮化反应原理及ＡｌＮ的成核机理进行了探讨。结果表明，等离子条件下的化学反应是极其复杂的，等离子态有利于氮化反应。ＡｌＮ的成核速率与反应物的浓度和反应温度有关。实验中，通过控制反应气体的分压、反应的温度及冷却速度等工艺参数，制备出了粗径可控的ＡｌＮ超微细粉。     

铜和钼多层构造散热材料

日本开发出采用Cu（铜）Mo（钼）多层层叠构造的高散热性复合材料．并开始供应样品。这种散热材料保持了氧化铝及氮化铝（AIN）等陶瓷封装的热膨胀率．同时实现了350W／mK以上的高导热性。主要用于开拓有散热问题的半导体光通信元件等。