微电子封装用SiC_p/Al复合材料的中温钎焊

选用Al-Ag-Cu和Al-Si-Cu-Ni两种钎料,分析钎料的熔化特性和微观组织,并分别用于钎焊化学镀Ni后的SiCp/Al复合材料,研究其结合机理。结果表明,Al-Ag-Cu和Al-Si-Cu-Ni都具有很好的熔化特性,熔点均在520~530℃之间,具有很窄的熔化温度区间。用这2种钎料钎焊化学镀Ni后的SiCp/Al复合材料时,Ni镀层与Al基体发生反应生成Al3Ni和Al3Ni2化合物层,同时与钎料发生界面反应生成Al-Ni-Cu和Al-Ag-Cu等化合物,从而保证钎焊接头牢固的连接。钎料中的Ag和Cu元素穿过Ni(P)镀层,扩散到Al基体中,形成Al2Cu、Ag2Al等金属间化合物。     

微量合金元素添加对Al2O3弥散强化Cu微观组织和硬度的影响研究

弥散强化Cu是一种广泛应用于汽车和电子行业的高强高导Cu基复合材料。本文采用机械合金化法制备了Al2O3颗粒弥散强化Cu合金,并对比研究了微量Ag、Ni、Zr、Hf和Ti合金元素对Cu-1.20%Al2O3弥散强化Cu合金微观组织和硬度的影响。XRD结果表明高能球磨能有效地固溶Al2O3弥散相到Cu基体中;硬度测试表明添加Ag元素能显著地提高弥散强化Cu的维氏硬度,添加Ni和Hf元素仅在一定程度上改善弥散强化Cu的维氏硬度,而添加Zr和Ti元素则对提高弥散强化Cu的硬度作用不大;SEM表征结果显示有Ag掺杂的弥散强化Cu合金中的Al2O3弥散相粒径明显小于未掺杂Ag的情况。弥散强化Cu硬度的提高与Ag在Cu与Al2O3相界面的偏聚进而有效抑制弥散Al2O3颗粒长大紧密相关。     

C/SiC复合陶瓷与铌合金的活性钎焊

用Ag-Cu-Tj活性钎料对C/SiC复合陶瓷与Nb合金进行了真空钎焊.结果表明,适合该陶瓷钎焊的Ag-Cu-Ti钎料的Ti含量以2.5%～3.0%(质量分数)为宜;但Ag-Cu-Ti2.5钎料直接钎焊陶瓷与金属,焊缝及陶瓷一侧有裂纹和孔洞等缺陷;钎料中引入Mo颗粒后有效缓解了残余应力,实现了陶瓷与金属的气密连接.界面反应产物主要是TiC,TiSi,Cu4Tu,Cu3Ti.     

CoFeCrNiCu高熵钎料钎焊ZrB2-SiC/Nb接头组织及性能研究

采用CoFeCrNiCu高熵合金钎料实现了ZrB₂-SiC陶瓷与Nb合金的有效连接。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及保温时间对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明：钎焊接头的典型界面结构为ZrB₂-SiC/Cr₂B/(Cr,Fe)₂B+fcc+Cr₂B+Laves+Cu₍(s,s))/Nb。钎焊过程中,Nb合金向液态钎料中的溶解量以及液态钎料中Cr向ZrB₂-SiC陶瓷富集的数量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化。随着保温时间的延长,ZrB₂-SiC陶瓷侧的Cr₂B反应层增厚,钎缝中Laves相随着Nb合金向液态钎料中的溶解量增加而增加。陶瓷侧界面反应层的厚度及形态和钎缝中Laves相的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为1160℃,保温60 min时,接头的抗剪强度最...     

ZnO陶瓷/金属Cu钎焊接头残余应力计算

采用热弹塑性有限元分析方法,计算了方形ZnO陶瓷与金属Cu钎焊接头中残余应力的大小和分布。发现结果如下:ZnO陶瓷与金属Cu钎焊后会在接头中产生残余应力,其中ZnO陶瓷侧垂直于钎焊界面方向的轴向拉应力是影响ZnO/Cu接头性能的主要因素,轴向拉应力的最大值出现在ZnO陶瓷表面边缘靠近钎焊界面处,当钎料层厚度为0.3 mm时,拉应力在ZnO陶瓷表面边缘距ZnO/钎料层界面0.6 mm处有最大值69.75 MPa。通过钎料层不同厚度的比较计算得出,合适的钎料层厚度能降低ZnO/Cu接头的残余应力,钎料层厚度为0.1 mm时,ZnO陶瓷侧拉应力峰值最小,为30.82 MPa。此外,采用单一缺陷模型计算了钎料层中气孔缺陷的存在对ZnO陶瓷与金属Cu钎焊接头残余应力的影响。计算结果显示,气孔缺陷位于ZnO/钎料层界面时残余拉应力峰值为95.5 MPa,气孔缺陷位于Cu/钎料层界面时残余拉应力峰值为107.2 MPa,拉应力峰值相对无缺陷模型均有大幅升高。     

TiZrNiCu钎料钎焊TZM合金与ZrC_p-W复合材料界面组织与性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及钎焊温度对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Mo(s,s)+Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/ZrC_pW。随钎焊温度升高,TZM一侧扩散层逐渐变宽,其内部的线状条纹变多、增宽,而钎缝逐渐变窄,靠近ZrC_p-W一侧反应层宽度变化不大,钎料向TZM一侧扩散增快、Mo及W颗粒向钎料中的溶解加快。接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1020℃、保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为121 MPa。断口分析表明,断裂位置位于TZM母材与钎缝之间的反应层,断裂方式为脆性断裂。     

Ti-25Cu-15Ni钎料钎焊的TA0钛接头界面微观组织及拉伸性能

采用真空电弧熔炼法制备钛基钎料Ti-25Cu-15Ni(at.%),通过DSC、SEM和XRD分析确认该钎料的焊接温度和微观组织结构及形貌。采用该钎料钎焊工业纯钛TA0,并分析焊接接头的微观组织结构。结果表明,该钎料主要由α-Ti和Ti2Cu共晶组织构成,在1 000℃焊接温度下,在钎料/焊接母材接头界面,有大量的Ti2Cu和TiNi化合物形成。同时,在靠近母材部分存在α-Ti+TiNi共晶组织,Ni元素扩散到钛合金母材中形成针状TiNi化合物,有利于连接强度的提高。测试了在1 000℃下的不同保温时间对试样拉伸强度的影响,结果表明,1 000℃下保温30 min制备的连接件最大拉伸强度为185.65 MPa。     

Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征.结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致.钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2.     

Sn1.0Ag0.5Cu和Sn3.0Ag0.5Cu钎料组织与性能对比研究

Sn3.0Ag0.5Cu无铅钎料已广泛应用于电子封装中,但是与传统的Sn Pb钎料相比,其抗冲击能力相对较差,且成本远远高于锡铅钎料。因此,为了改善抗冲击性能,降低钎料的成本,低银型无铅钎料成为研究热点。本文对比分析了Sn1.0Ag0.5Cu和Sn3.0Ag0.5Cu两种无铅钎料的润湿性及力学性能,同时研究了焊后和高温时效300 h后两种钎料焊点的显微组织。结果表明:随着Ag含量的增加,钎料的铺展面积显著增加,不同钎焊温度条件下,钎料的铺展面积随着钎焊温度的升高而明显增大。Sn3.0Ag0.5Cu钎料焊点的拉伸力和剪切力也明显高于Sn1.0Ag0.5Cu钎料,但随着时效时间的增加,高银型钎料的力学性能下降速度略高于低银型钎料。焊后两种钎料对应界面层为Cu6Sn5,经150℃时效300 h,界面金属间化合物的厚度随着时效时间的增加而增加。同时,界面层随着Ag含量的增加而增厚。     

Ti—Cu—Nb合金钎料的制备及其在SiC表面润湿性的研究

采用真空电弧熔炼法制备Ti-50Cu-SNb（质量分数）合金钎料。根据DSC曲线确定出合金钎料的熔化温度为980～1050℃;通过能谱（EDS）和x射线衍射（XRD）分析得出钎料化学组成主要为Cu3Ti2和CuTi2,Nb元素以固溶体的形式存在于钛铜合金中;通过改良后的座滴法研究了钎料在1000、1050和1100℃下润湿角度的变化情况。实验表明在高温下钎料对基体均有很好的润湿作用;在钎料与SiC基体反应界面,主要生成物TiSi促进了润湿过程的进行。     

Superconducting Transition Temperature in YBa2Cu4O8/La2/3 Ca1/3 MnO3 / YBa2 Cu4O8 Heterostructure

YBa2Cu4O8/La2/3 Ca1/3 MnO3/YBa2Cu4O8 （ Y-124/LCMO/Y- 124） heterostructure was prepared by facing-target sputtering technique. The oscillatory superconducting transition temperature was observed when the thickness of LCMO d L is larger than critical thickness d L^CR. The metal-insulator transition temperature can only be detected at d L 〉 d L^CR. The dependence on the spacer layer in LCMO/Y-124 systems suggests strongly the interplay of ferromagnetic and superconducting couplings.     

Visible luminescence of lanthanide ions in Ca3Sc2Si3O12 and Ca3Y2Si3O12

The crystalline materials Ca₃Sc₂Si₃O₁₂ and Ca₃Y₂Si₃O₁₂ were characterized by different crystal structures, as the former is a cubic garnet, while the latter is an orthorhombic compound. We investigated the optical spectroscopy of these materials doped with several trivalent lanthanide ions and compared the results for the two hosts. Polycrystalline samples were prepared by solid state reaction, both undoped and doped with the trivalent lanthanide ions Eu³⁺, Tb³⁺ and Sm³⁺. Emission, excitation and Raman spectra of these materials were measured at temperatures ranging from 300 to 10 K. The optical spectra were assigned and discussed, and the effects of the crystal structure of the host on the spectroscopic behaviour were addressed. The technological potential of these compounds in the field of optical materials and devices was discussed.     

Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al₂O₃/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y₂O₃、La₂O₃稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al₂O₃/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.      

CaO—SiO2—Na2O—CaF2—Al2O3—MgO保护渣系的Al2O3吸收速率和粘度

采用CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系,通过测定熔渣的粘度和Al2O3吸收速率,研究连铸保护渣的Al2O3吸收速率与粘度及化学成分之间的关系。在一定条件下,当CaO/SiO2为1.2左右时,粘度达到最小值,Al2O3吸收速率达到最大值,分别为0.10?Pa*s、8.403×10-4?kg*m-2*s-1。随着渣中Na2CO3含量、CaF2含量和MgO含量的增加,粘度减小,Al2O3吸收速率增大。随着渣中Al2O3含量的增加,粘度增大,Al2O3吸收速率减小。粘度为Al2O3吸收速率的主要控制因素。随着熔渣粘度的增加,连铸保护渣的Al2O3吸收速率逐渐减小。     

CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3转光玻璃的合成及荧光性质

X射线衍射研究表明CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3体系的玻璃化温度在1025℃附近.荧光光谱和ESR谱研究表明,在CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3玻璃体系中存在着Eu2+和Eu3+两种价态离子. 316, 360, 379, 394, 413, 462和532nm锐线激发峰和592,616和650红区发射峰分别对应Eu3+的f-f激发跃迁和5D0-7FJ (J=1,2,3)跃迁发射;351nm和427nm宽带激发峰和蓝区发射分别对应Eu2+的5d-4f激发跃迁和发射.     

Fracture Behavior in Cu46.5Zr46.5Al7 and Cu46.5Zr41.5Al7Y5 Bulk Metallic Glasses

The interplay between chemical composition, plastic behavior, and fracture modes of Cu_46.5Zr_46.5Al₇ and Cu_46.5Zr_41.5Al₇Y₅ bulk metallic glasses (BMGs) was investigated by compression tests and fracture surfaces analyses. The aim was to explore the possibility of coupling physical, chemical, and hardness properties, with adequate macroscopic compressive plasticity. Cylindrical test samples, having a height-to-diameter ratio equal to 2, were machined and ground from as-cast bars and were tested in compression between lubricated plates, the displacement being measured by a clip-gage inserted between the plates. Y free BMG engineering stress-strain curves show a plastic behavior consisting of successive sudden stress drops and linear reloading segments. A detailed analysis of these features was performed to yield a correlation between the plastic deformation steps and the released elastic energy associated with each serration.     

CaO--TiO2--Fe2O3三元系中Ca3TiFe2O8的生成机理

钒钛磁铁矿是烧结矿重要的原料之一,Ca₃TiFe₂O₈作为钒钛烧结矿中矿物被发现之后,其生成机理尚不明确.本文采用X射线衍射分析、元素能谱分析和TG-DSC分析相结合的方法,研究了Ca₃TiFe₂O₈的生成机理以及不同温度、CaO与TiO₂含量下Ca₃TiFe₂O₈的生成规律.实验结果表明,Ca₃TiFe₂O₈由Ca₂ Fe₂O₅和CaTiO₃反应生成,即CaO和Fe₂O₃反应生成Ca₂ Fe₂O₅;其后,与CaTiO₃反应生成Ca₃TiFe₂O₈.反应时间越长,Ca₃TiFe₂O₈的生成量越大,但反应温度对Ca₃TiFe₂O₈生成的影响并不明显.另外,还发现CaO含量越高,Ca₃TiFe₂O₈越易于生成,而且等摩尔Fe₂O₃和CaO下只要存在TiO₂,就会有Ca₃TiFe₂O₈生成.      

Effect of Fe2O3 Loading Amount on Catalytic Properties of Monolithic Fe2O3/Ce0.67Zr0.33O2 -Al2O3 Catalyst for Methane Combustion

Ce0.67Zr0.33O2-Al2O3 solid solution was prepared by the co-precipitation method. Fe2O3-based catalysts supported on the solid solution were obtained by the impregnation method. The article revealed that the optimal loading amount of Fe2O3 on Ce0.67Zr0.33 O2-Al2O3 in our experimental condition for catalytic combustion of methane was 8% （ mass fraction）. The prepared catalysts were characterized by BET, TPR, XRD analyses, and their catalytic activity was investigated after being calcined at 873 K and after being aged in water gas at 1273 K. When the loading amount of Fe203 was 8% （ mass fraction）, the catalyst held the highest activity, and the best temperature speciality and thermal stability. The complete-conversion temperature of methane for fresh and aged sample was 788 and 838 K, respectively. The range between the light-off temperature and the complete-conversion temperature was only 15 K. The characterization results of XRD indicated that Fe2O3 was well dispersed on the Ce0.67Zr0.33O2-Al2O3 matrix. The results of BET and TPR were in good harmony with the catalytic activity results.     

Magnetocaloric Effect of Ni56Mn18.8Ga24.5 Gd0.7 Alloy

Inrecent years materials with high magnetocaloriceffect (MCE) have attracted considerable attention ow-ingto its potential application as a magnetic refriger-ant .Many material systemsthat underwentthefirst-or-der magnetic transition have been found to exhibit agiant MCE. Their typical representatives areGd5(SixGe1 -x)4[1 ,2]and La (FexSi1 -x)13[3 ,4]alloys .Ni MnGa is aferromagnetic shaped memory alloy whichundergoes a reversible first-order structural phase tran-sition (SPT) with the …     

Al2O3-V2O5体系的热力学优化

在对Al₂O₃-V₂O₅体系相图、热力学数据以及晶体结构数据进行综述与评估的基础上,采用相图计算方法对Al₂O₃-V₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述,利用对近似处理液相中存在的短程有序.将液相模型的最大短程有序设置在AlVO₄处,将VO₄3-当作液相中V₂O₅的基本组成单元.体系中AlVO₄相看作线性化合物.计算结果很好的重现了选定的实验数据,获得了一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质,为Al₂O₃负载V₂O₅型催化剂催化性能的提高打下坚实的基础.