Fe/Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.     

Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的研究进展

总结了Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的特点和应用,通过平面层状结构设计,可以实现其在平面(x,y)方向更低的热膨胀系数和更高的热导率,其中热导率最高可达370W·m-1·K-1;介绍了其研究现状和制备方法,并通过对制备工艺的对比分析,指出热压复合和轧制复合是Cu/Mo/Cu层状复合材料生产工艺的发展趋势及方向.     

Mo–Cu芯材表面状态对多层Cu/MoCu/Cu复合材料界面结合的影响

采用粉末冶金熔渗法制备Mo–30Cu合金板坯,Mo–30Cu板坯和无氧铜板经轧制后在30 MPa、970℃的条件下进行热压复合,制得5层铜/钼铜/铜(Cu/MoCu/Cu,CPC)复合材料。通过金相组织观察、超声波扫描分析、高温热考核、漏气率测试等方法,研究了不同Mo–30Cu芯材表面处理方式对多层CPC复合材料层间结合强度的影响。结果表明,采用拉丝处理的Mo–30Cu芯材制备的多层CPC复合材料经830℃高温烘烤10min热考核后,材料内部无空洞缺陷,漏气率小于5×10^-3 Pa·cm³·s^-1。采用研磨处理的Mo–30Cu芯材所制备的多层CPC复合材料经热考核后,材料出现鼓包现象,内部存在明显空洞缺陷,漏气率大于5×10^-3 Pa·cm³·s^-1。     

退火温度对Cu/Mo/Cu轧制复合板微观组织和力学性能的影响

对Cu/Mo/Cu板材进行了单道次复合轧制,研究了退火温度对Cu/Mo/Cu复合板微观组织和力学性能的影响。结果表明:退火温度对铜板的微观组织影响较大。随着退火温度的升高,复合界面处的细小晶粒分布趋于均匀;当温度高于400℃时,铜晶粒发生再结晶长大,组织粗化。随着退火温度的升高,复合板的结合强度逐渐升高;400℃时达到最大值76 MPa;温度继续升高时,结合强度迅速下降。复合机制主要为裂口结合机制。     

(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

在单晶硅片基底上采用反应磁控溅射技术交替溅射AlCrTiZrNb靶与Al2O3靶,制备了不同厚度Al2O3层的(AlCrTiZrNb)N/Al2O3纳米多层膜.采用X射线衍射仪(X-ray?diffraction,XRD),高分辨率透射电子显微镜(high?resolution?transmission?electro...     

CrAlN/VN多层膜调制比对涂层性能的影响

为开发适用于干式切削的既硬又润滑的涂层,采用磁控溅射工艺制备调制周期厚度为20nm的CrAlN/VN多层膜结构涂层,研究不同CrAlN/VN调制比对涂层性能的影响;利用场发式电子探针(FE-EPMA)、掠入射X射线衍射分析仪(GIXRD)、场发式扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征涂层的微观结构和化学组成;利用纳米压痕仪表征涂层的纳米硬度和弹性模量;利用Ball-on-disc磨耗试验仪表征涂层的摩擦因数。结果表明:当CrAlN/VN的调制比为1∶2时,涂层具有最高硬度(21.8GPa);涂层与碳化钨合金的摩擦因数最低为0.26。随着CrAlN/VN调制比的增大或减小,伴随着CrAlN或VN子层厚度减薄,涂层的硬度有增强的趋势;随着VN含量的增加,涂层的摩擦因数略有下降。     

调制周期对 纳米多层膜微观结构与性能影响

使用磁控溅射仪沉积一系列不同调制周期的 TaN/TiSiN 纳米多层膜。 采用 X 射线衍射仪 (XRD)、 显微硬度计、 摩擦磨损试验机分析与表征纳米多层膜微观结构和性能, 研究调制周期对 TaN/TiSiN 纳米多层膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能的影响。 结果表明, TaN/TiSiN 纳米多层膜均为面心立方结构, 在 (111) 晶面和 (200) 晶面呈现择优取向。 当调制周期为 25nm 时, TaN/TiSiN 纳米多层膜硬度最大值为 30.9GPa, 摩擦系数与磨损量最小。TaN/TiSiN 纳米多层膜的位错穿过 TaN 层与 TiSiN 层界面时将受到多层膜界面对其施加的镜像力作用, 阻碍位错的运动, 引起薄膜的强化。     

Pb/Al金属多层膜的红外性能研究

利用紫外-可见-近红外分光光度计和傅立叶红外光谱仪分析了用真空磁控溅射技术制备的A1/Pb金属多层膜的对红外光的吸收、反射和透射.结果表明,在近红外200-2500 nm波段,多层膜具有良好的吸波特性,在中红外和远红外波段,多层膜呈现出低反射强吸收效果.     

电子封装用注射成形Mo/Cu合金烧结工艺的研究

本文采用粉末注射成形工艺制备电子封装用Mo/Cu合金 ,重点研究了烧结工艺 ,分析了烧结过程中的烧结温度、时间对烧结密度、微观组织和热导率的影响规律。研究表明 ,随着烧结温度的升高 ,材料密度不断增加 ,但当温度大于 14 5 0℃时 ,密度反而下降。材料经 14 5 0℃ 3h烧结达到了 98%的相对密度 ,热导率为 15 8W /(m·K)。     

球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3/Mo混合粉体,利用高能球磨法细化Al2O3/Mo复合材料中氧化铝和钼的晶粒尺寸,研究了球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响,利用XRD和扫描电镜对复合粉末形貌和复合材料进行了物相和形貌分析。研究表明:随着球磨时间的延长,复合粉末的形貌经历了球状到层片状再到球状的变化,粉末粒度逐渐减小,经粉末冶金烧结后的复合材料中,氧化铝和钼的粒径逐渐减小,经过60h的球磨,氧化铝颗粒的尺寸达到500nm左右;复合材料的密度呈现先增加后减小的趋势,显微硬度则逐渐上升至403.2HV。     

表面处理方式对铜/钼/铜复合材料界面结合效果的影响

借助金相显微镜、扫描电镜观察了钼、铜界面的微观组织，研究了采用不同表面处理方式对铜／钼／铜复合材料界面结合效果的影响，并对其界面的结合机制进行了深人的讨论。结果表明，经过喷砂化学处理的材料复合后界面结合最牢固，界面剪切强度最高，达到78．9MPa，形成很强的铜和钼的机械啮合，其主要的结合机制是机械啮合机制和硬化块破裂机制；在同等复合参数条件下，3种处理方法中化学处理法的界面强度最低。     

不同S值磁控阴极溅射沉积Mo薄膜的结构与性能研究

在室温下,利用不同磁感应强度相对分布因子S的磁控阴极溅射沉积了金属Mo薄膜.实验研究了磁控阴极S值对放电参数、Mo薄膜的结构、形貌及性能的影响.分别利用XRD,SEM和四探针技术对Mo薄膜的相结构、表面和截面形貌及电阻率进行表征分析.结果表明,随着磁控阴极S值的增加,Mo靶放电电压降低,而放电电流增加;不同S值的磁控阴极沉积的Mo薄膜均呈现多晶结构,且具有柱状生长特征;随着磁控阴极S因子的增加Mo膜的厚度和电导率呈现先增加而后减小的变化规律,电阻率最小可达4.9×10-6Ω·cm.     

磁控溅射沉积Cu-Nb薄膜的特征及热退火的影响

用磁控共溅射法制备含铌1.16%～27.04%(原子分数)的Cu-Nb合金薄膜,运用EDX,XRD,SEM,TEM,显微硬度仪和电阻仪对沉积态和热退火态薄膜的成分、结构和性能进行了研究.结果表明,Nb添加显著影响Cu-Nb合金薄膜微结构,使Cu-Nb薄膜晶粒细化,含铌1.82%～15.75%的Cu-Nb膜呈纳米晶结构,存在Nb在Cu中的fec Cu(Nb)非平衡亚稳过饱和同溶体,固溶度随薄膜Nb浓度增加而上升,最大值为8.33%Nb.随Nb含量增加,薄膜中微晶体尺寸减小,Cu-27.04%Nb膜微结构演变至非晶态.与纯Cu膜对比表明,Nb添加显著提高沉积态Cu-Nb薄膜显微硬度和电阻率,总体上二者随膜Nb含量上升而增高.Nb含量高于4.05%时显微硬度增幅趋缓,非晶Cu-Nb膜硬度低于晶态膜,电阻卒则随铌含量上升而持续增加.经200,400及650℃退火1h后,Cu-Nb膜显微硬度降低、电阻率下降,降幅与退火温度呈正相关.XRD和SEM显示,650℃退火后晶态Cu-Nb膜基体相发生晶粒长大,并出现亚微米级富Cu第二相,非晶Cu-27.04%Nb膜则观察到晶化转变和随后的晶粒生长.Nb添加引起晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度增大是Cu-Nb薄膜微观结构和性能形成及演变的主要原因.     

电沉积铜镍纳米多层膜的机理

采用动电位扫描、循环伏安法以及交流阻抗等方法,研究了从柠檬酸盐体系中电沉积铜镍纳米多层膜的电沉积机理。研究结果表明:在研究体系中铜的沉积是扩散控制的电极过程,而镍的沉积则是首先形成类似Ni(OH)_ads的吸附中间产物,而后在电极上进一步还原为原子态。     

钼铜连续梯度功能材料的制备

通过自行设计的试验装置以及独特的加料系统,制备了具有连续梯度的Mo/Cu复合材料。经过样品截面体视图、金相组织、能谱扫描、密度、硬度、电导率、热导率等一系列检测分析表明,样品不但在厚度方向上Mo-Cu质量百分含量具有连续梯度,且没有明显的Mo-Cu结合界面,而且各种物理性能也存在着明显的梯度变化。这说明本文制备的样品符合连续梯度功能材料的要求,具有良好的应用前景。     

Mo/Cu爆炸复合棒界面组织特征

本研究用爆炸复合方法制备出钼／铜（Mo／Cu）双金属复合棒，并利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）、显微硬度、压剪分离等实验手段分析了复合界面的组织特征及力学性能。结果表明：在Mo／Cu复合界面附近形成了熔区；结合界面的强度比Cu基体强度高；熔区的硬度高于基体硬度；熔区的成分以Cu为主；并对Mo基体经常出现裂纹的原因进行了分析。     

射频磁控溅射制备Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的表面结构调控

研究了Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Ba0.7Sr0.3TiO3(BST7/3)薄膜时,基片加热温度和溅射功率对薄膜显微形貌和成相的影响。实验结果表明:常温下低功率溅射的BST7/3薄膜,表面形貌非常平整,但为非晶态物质的堆积;400℃高功率150 W溅射4 h的BST薄膜,其最大表面起伏约为40 nm;400℃低功率、长时间8 h溅射的BST薄膜,其表面起伏约为12 nm;说明在保证BST充分成相的前提下,可以通过控制溅射功率和时间调控BST薄膜的表面形貌,降低表面粗糙度,使之适于后续器件制备工艺。介电性能测量表明,400℃,75 W,8 h溅射获得的BST7/3薄膜体现出典型的位移型铁电体特征;1 kHz薄膜的损耗约为0.04。     

Cu对WC-Fe/Co/Ni合金组织和性能的影响

研究了添加元素Cu及其含量对WC-Fe/Co/Ni合金组织和性能的影响。结果表明,当Cu添加较少时,合金的抗弯强度随Cu含量的增加而提高,当Cu含量增加到0.8%时,合金的抗弯强度出现极大值;继续增加Cu的含量,合金的抗弯强度又下降。并对组织结构进行了分析。     

SiC的添加对AlN/Mo/SiC复合陶瓷的制备和性能影响探究

以氮化铝(AlN),钼(Mo),碳化硅(SiC)为原料,采用放电等离子烧结的方式,在1700℃,30 MPa制备出致密度高达98.5％的SiC添加的AlN/Mo复合陶瓷.采用XRD,FESEM,Agilent4284型LCR自动测试仪,网络分析仪及激光导热仪对样品的微观形貌,导电性能,介电性能和热导率进行了测试分析.研究结果表明:采用放电等离子烧结工艺,在较低的温度下可以制备出组织致密均匀的AlN/Mo/SiC复合材料,但随着SiC添加含量的增加,当SiC的体积含量占到总体的60％时,复合材料的致密度又会出现明显的下降.添加SiC后,相对于AlN/Mo复合陶瓷,复合材料的电阻率得以进行有效的控制,不会出现非线性突变-渗流现象,而是在一定的范围内缓慢下降.在26.5～40.0 GHz下复合材料的介电常数和介电损耗均随着SiC含量的增加而增加.复合材料的热导率随着SiC含量的增加而下降:当致密度高于某临界值时,其热导率主要受SiC含量及其分布状态的影响,随着SiC含量的增加呈缓慢下降的趋势;而当致密度低于临界值后,致密度成为热导率的决定性因素,使得复合材料的热导率随着致密度的降低快速下降.