铜含量对Sn-Cu钎料与Cu、Ni基板钎焊界面IMC的影响

研究了不同铜含量的Sn-xCu钎料(x=0,0.1%,0.3%,0.7%,0.9%,1.5%)与Cu板和Ni板在260、280和290℃钎焊后界面金属间化合物(IMC)的成分和形貌。研究结果表明:钎料与Cu板钎焊时,钎焊温度越高,界面处形成的Cu6Sn5IMC厚度越大,而在同一钎焊温度下,随着钎料中铜含量的增加,IMC的厚度先减少后增加;与Ni板钎焊时,界面IMC的厚度随着铜含量的增加而增加,同时界面化合物的成分和形貌均发生了显著变化;当Cu含量小于0.3%(质量分数)时,界面处形成了连续的(CuxNi1-x)3Sn4层;而当Cu含量为0.7%时,界面处同时存在着短棒状(CuxNi1-x)3Sn4和大块状(CuxNi1-x)6Sn5IMC;当铜含量继续增大时(0.9%~1.5%),(CuxNi1-x)3Sn4IMC消失,只发现了棒状(CuxNi1-x)6Sn5IMC。讨论了钎料中Cu含量对与Cu、Ni基板钎焊接头界面化合物生长的影响,并进一步讨论了(CuxNi1-x)6Sn5IMC的形成和长大机理。     

添加0.10%Ce对Sn-0.7Cu-0.5Ni焊料与Cu基板间界面IMC的影响

研究Sn-0.7Cu-0.5Ni-xCe(x=0,0.1)焊料与铜基板间543K钎焊以及453K恒温时效对界面金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响。结果表明:往Sn-0.7Cu-0.5Ni焊料合金中添加0.10%Ce,能抑制等温时效过程中界面IMC的形成与生长;焊点最初形成的界面IMC为Cu6Sn5,时效10d后,Sn-0.7Cu-0.5Ni和Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce这2种焊料中均有Cu3Sn形成,与Sn-0.7Cu-0.5Ni/Cu焊点相比,Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce/Cu界面IMC层较为平整;该界面IMC的形成与生长均受扩散控制,主要取决于Cu原子的扩散,添加稀土元素Ce能抑制Cu原子的扩散,Sn-0.7Cu-0.5Ni和Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce焊点界面IMC层的生长速率分别为6.15×10-18和5.38×10?18m2/s。     

Zr添加量和退火温度对热轧Al板电导率和硬度的影响（英文）

研究退火温度高达650°C的循环退火对Zr含量高达0.5%(质量分数)的热轧Al合金板的比电导率和硬度的影响。相图成分计算和扫描电镜、透射电镜、电子显微探针分析结果表明,Al板的电导率取决于Al固溶体中的Zr含量,在450°C退火3 h时,Al固溶体中的Zr含量最低。另一方面,合金板的硬度主要取决于L12(Al3Zr)相纳米颗粒的数量。在450°C退火一定的时间可得到最好的电导率和硬度值。     

石墨烯和石墨增强铜基复合材料的摩擦磨损性能（英文）

采用热压方法制备不同石墨烯含量的铜-石墨烯复合材料,并将其力学性能和摩擦磨损性能与用相同方法制备的铜-石墨复合材料进行对比。实验结果表明:当复合材料中石墨与石墨烯体积分数相同时,铜-石墨烯复合材料具有更高的相对密度、显微硬度以及抗弯强度。随着铜-石墨烯复合材料中石墨烯含量的增加,材料的摩擦系数及磨损率明显降低,而铜-石墨复合材料中石墨的减磨作用较小。两种复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳磨损。铜-石墨烯复合材料优异的力学性能和摩擦磨损性能得益于石墨烯高的润滑效率及其对铜基体的增强作用,这表明石墨烯是铜基复合材料的理想添加剂,不仅可以作为有效的润滑剂,还可以作为良好的强化相。     

铜表面电沉积Ni（P）及其对Sn-Cu合金/Cu界面固相反应的影响

采用扫描电子显微镜（SEM）、电子能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）研究了铜基体上电沉积Ni（P）层的结构以及Ni（P）层对电沉积Sn-Cu合金/Cu界面固相反应的影响。研究表明：电沉积Ni（P）层为非晶结构,含29%（原子）的P,经过225℃热处理转变成晶态Ni5P2。经过225℃热处理,Sn-Cu合金/Cu界面反应在界面处形成连续的Cu6Sn5及Cu3Sn层。而Sn-Cu合金/电沉积Ni（P）-Cu界面反应微弱,主要在Sn-Cu合金/Ni（P）界面前沿的Sn-Cu合金中形成棒状或块状（Ni,Cu）3Sn4,Cu基底不与Sn-Cu合金反应。电沉积Ni（P）合金层能有效阻挡Sn-Cu合金/Cu界面反应。     

环境友好的ABS板铜催化的铜金属化（英文）

采用一种新型的环境友好的ABS表面微蚀和活化技术以代替传统的铬酸微蚀和钯催化活化技术,经H_2SO_4-MnO_2微蚀后,ABS板表面变得粗糙,在其表面出现大量的羟基和羧基。通过吸附和硼氢化钠的还原,铜粒子沉积在ABS板表面,以取代SnCl_2/PdCl_2胶体催化活化。同时,研究了硫酸铜、硼氢化钠浓度、还原剂温度、还原时间对化学铜ABS板表面粘结强度的影响,最终得到的粘结强度为0.87 k N·m-1。     

移动加热器法生长CdMnTe晶体的生长界面（英文）

研究了移动加热器法生长CdMnTe晶体的生长界面。采用传统摇摆炉和垂直Bridgman炉合成多晶原料,并比较了不同多晶原料对移动加热器法生长界面的影响。结果显示,采用垂直Bridgman法合成多晶生长的CdMnTe晶体(CMT2)相对于传统摇摆炉合成多晶生长的晶体(CMT1),其生长界面较为光滑且凹面曲率更低。分析了生长界面对CdMnTe晶体的Mn成分和Te夹杂相分布的影响。CMT2晶体Mn的径向成分分凝和Te夹杂相密度及尺寸均小于CMT1晶体。总之,垂直Bridgman法合成多晶原料能明显改善生长界面的形态,有利于降低移动加热器法生长Cd Mn Te晶体的Te夹杂相和Mn的成分分凝,提高晶体的质量。     

石墨烯含量对多层石墨烯/银复合材料组织和性能的影响（英文）

采用粉末冶金法制备了多层石墨烯/银电接触复合材料,并系统研究了多层石墨烯含量对多层石墨烯/银复合材料微观组织、导电率、硬度及电弧侵蚀的影响。结果表明,复合材料密度随多层石墨烯含量的增加而减小。多层石墨烯含量为0.5%的石墨烯/银复合材料具有最佳的导电率,为84.5%IACS。当多层石墨烯含量高于2.0%以后,复合材料硬度降低幅度明显增大。多层石墨烯含量为1.5%的多层石墨烯/银电接触复合材料表现出最优异的抗电弧侵蚀性能。     

Ca添加对镁合金板材组织和织构的影响（英文）

采用多道次轧制方法制备AM60(Mg-6.0Al-0.3Mn,质量分数%)和ZXM200(Mg-1.6Zn-0.5Ca-0.2Mn)镁合金板材,并研究镁合金板材的力学性能和织构特征。研究表明,在添加Ca的镁合金轧板中,细小的再结晶晶粒表现出特定的取向特征,从而改变了轧板的整体织构特征;固溶至镁基体中的Ca元素促使晶粒c轴由板坯法线方向向板宽方向偏转,亦可明显弱化板材织构。这导致了含Ca的镁合金板材表现出与稀土镁合金类似的织构特征。     

界面对铜/铝异步轧制层状复合材料组织与性能的影响（英文）

利用异步轧制复合技术和退火工业制备铜/铝层状复合材料,利用扫描电子显微镜观察界面微观组织和拉伸断口形貌,进行剥离和拉伸实验研究界面的力学性能。结果表明,热处理过程促进了界面层的形成,而较高的退火温度破坏了界面结合。层状复合材料的拉伸性能介于两组元金属之间。经340℃退火后,铜基体的延伸性能与铝基体接近,并且界面开裂程度较低。在拉伸过程中,两金属基体延伸率不同,导致界面发生内部断裂。界面作为铜、铝之间的过渡层,在强化复合材料方面起到重要作用。     

Zn添加对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn添加对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr(wt.%)合金在铸态、固溶态和峰时效态下显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,不含Zn的铸态合金由α-Mg和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,而含0.5wt.%Zn的铸态合金由α-Mg、(Mg,Zn)_3(Gd,Y)和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相组成。随着Zn含量增加到1 wt.%,Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相消失,一些针状堆垛层错沿晶界分布。此外,在含2wt.%Zn的铸态合金中观察到18R型长周期结构相。固溶处理后,Mg_(24)(Gd,Y)_5和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5共晶相完全溶解,(Mg,Zn)_3(Gd,Y)相、针状堆垛层错和18R型长周期结构相均转化为14H型长周期结构相。适当体积分数的14H型长周期结构相和细小的椭球状β′相共同赋予峰时效态下含0.5 wt.%Zn合金优良的综合力学性能,该合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为338 MPa、201 MPa和6.8%。     

铜离子对铁闪锌矿溶解机制的影响（英文）

通过实验和密度泛函理论(DFT)模拟计算研究铜离子存在下铁闪锌矿的溶解机制。浸出实验结果表明,铜离子在高温条件下(高于55℃)加速铁闪锌矿的溶解,但在低温条件下(低于45℃)抑制其溶解。导致该现象的原因可能是铜离子与铁闪锌矿间的反应机制随反应温度的升高从表面吸附反应转变为体相取代反应。体相取代反应使铁闪锌矿晶格中更多的锌原子被释放,并且取代反应产物,增强铁闪锌矿表面的电化学反应活性;然而,低温条件下铜离子的吸附会使铁闪锌矿表面钝化,从而阻碍电化学反应的进行。DFT模拟计算表明,高温条件下取代反应的反应能比表面吸附反应能更负,进一步验证了所提出的反应机制。     

过渡型界面对粗晶/超细晶异质结构铜屈服和断裂行为的影响（英文）

为了研究界面约束对异质结构材料屈服和断裂力学性能的影响,采用搅拌摩擦加工方法制备具有过渡型界面的粗晶/超细晶纯铜式样。拉伸测试结果表明:由粗晶和超细晶力学不协调单元弹-塑性交互作用所产生的协同强化效应随约束面积的增加而增加。使用数字散斑相关方法揭示异质结构材料颈缩过程中界面区域的应变集中分布。使用扫描电子显微镜系统分析断口形貌特征。结果发现,界面区域分布有大量大尺寸韧窝,这可能是因为粗晶与超细晶的交互约束作用在界面处产生高三轴内应力和塑性应变累积。此外,还发现粗晶区域通过剪切方式断裂,而不是拉伸应力所引起的韧窝生长机制。     

石墨烯对铜基制动材料的性能影响

目的为了提高铜基制动材料的力学性能和摩擦学性能,选用石墨烯作为增强填料添加到铜基制动材料中,研究石墨烯对铜基制动材料性能的影响。方法采用粉末冶金的方法制备了石墨烯含量(质量分数,后同)分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的铜基复合材料,并对不同试样的力学性能和摩擦磨损性能进行比较。结果含有石墨烯的试样硬度为46.4~54.2HB,高于未添加石墨烯试样的硬度(44.5HB)。含有石墨烯的试样抗弯强度为250~418 MPa,均高于未添加石墨烯试样的抗弯强度(218 MPa),其中石墨烯含量为0.4%的试样的硬度和抗弯强度最大,分别为54.2HB和418 MPa。随着石墨烯含量的增加,材料的密度逐渐下降。当石墨烯含量为0.2%~0.4%时,材料摩擦系数的稳定性提高且磨损率降低;当石墨烯含量为0.6%~0.8%时,材料摩擦系数的稳定性下降且磨损率变大。当石墨烯含量为0.4%时,材料的摩擦系数最稳定,摩擦系数的方差为0.3×10~(-3)(未添加石墨烯的试样为1.4×10~(-3)),磨损率最低,位于0.136×10~(-6)~0.185×10~(-6) mm~3/(N·m)之间(未添加石墨烯的试样位于0.42×10~(-6)~0.82×10~(-6)mm~3/(N·m)之间)。结论少量的石墨烯(0.2%~0.4%)可以显著提高铜基制动材料的硬度和弯曲强度,其中石墨烯含量为0.4%时,制成的制动材料的机械性能最佳,同时试样的摩擦系数稳定,磨损率较低。     

添加Y制备铜锆基大块非晶合金（英文）

采用工业级的低纯Zr,通过稀土Y的微合金化作用,制备Cu46Zr46Al8非晶合金。结果表明:Y能有效提升Cu46Zr46Al8合金的玻璃形成能力,主要原因是Y能吸附液态合金中溶解的氧,起到晶化合金的作用。当Y的添加量为2at%,3at%时,效果最为明显。经过Y微合金化后的非晶合金的抗压缩断裂强度超过2GPa,高于用高纯原料制备的非晶,但是塑性明显下降。     

冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析（英文）

通过有限(FEM)元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。结果表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高。     

钼添加对CrN涂层抗氧化性能的影响（英文）

研究钼添加对CrN涂层微观结构和抗氧化性能的影响,采用反应磁控溅射法在硅片和高速钢片上制备不同Mo含量的Cr-Mo-N涂层,并在500～800℃的高温空气中退火1 h,用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对涂层退火前后的微观形貌进行表征。沉积的Cr N和Cr-Mo-N涂层均表现出基于Cr N晶格的B1面心立方相(fcc)。Mo离子取代CrN晶格中的Cr离子,形成CrMo-N固溶体。在600℃时,XRD和拉曼光谱表明,Mo含量较高的Cr-Mo-N涂层中形成MoO_3相,表面较粗糙,含氧量较高。在700℃时,CrN涂层由于内应力的作用,其横截面形貌为疏松的柱状晶,并有一定的多孔区,而Cr-Mo-N涂层则为致密的柱状晶结构。低Mo含量(17at%)的Cr-Mo-N涂层比Cr N涂层具有更好的抗氧化性。     

AuSn20/Ni焊点的组织及界面金属间化合物的生长动力学行为（英文）

采用回流焊技术制备AuSn20/Ni焊点,通过扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)技术分析焊点的界面反应及退火过程中组织的演变,并探讨界面金属间化合物(IMC)的生长动力学。结果表明,在583 K钎焊后,AuS n20/Ni界面形成(Ni,Au)3Sn2IMC层,而且IMC层厚度l的变化随退火时间t的延长符合表达式l=k(t/t0)n。焊点分别在393、433和473 K下退火时,关系指数n分别为0.527、0.476和0.471,表明在低于液相线温度退火时,AuSn20/Ni界面IMC层的生长以体积扩散机制为主,且其体积扩散的预指数因子K0和激活焓QK分别为1.23×10-7 m2/s和81.8 k J/mol。     

长径比和加载速率对铜基块体金属玻璃室温力学性能的影响（英文）

通过单向压缩实验在试样长径比(H/D)和加载速率分别为1:1~2.5:1和1×10~(-5)~1×10~(-2)s~(-1)的条件下对Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10-x) Ni_x(0≤x≤4,摩尔分数,%)块体金属玻璃的室温力学性能进行了系统研究。在长径比为1:1的情况下,当加载速率为1×10~(-4)s~(-1)时,Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10)块体金属玻璃表现出超塑性;而Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10-x) Ni_x(x=1~3,摩尔分数,%)块体金属玻璃在加载速度为1×10~(-2)s~(-1)的条件下出现超塑性;塑性应变(ε_p)、屈服强度(σ_y)和断裂强度(σ_f)显著地依赖于长径比和加载速率;当加载速率为1×10~(-2)s~(-1)时,长径比为1:1的块体金属玻璃的屈服强度几乎与其他长径比的块体金属玻璃的断裂强度接近;另外,本文作者也探讨了铜基块体金属玻璃力学性能对加载速率和长径比的响应机理。     

界面耦合作用对Cu(Ni)/Sn-Ag-Cu/Cu(Ni)BGA焊点界面IMC形成与演化的影响

研究了焊盘材料界面耦合作用对Cu(Ni)/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(Ni)BGA(Ball Grid Array)结构焊点焊后态和125℃等温时效过程中界面金属间化合物(IMC)的成分、形貌和生长动力学的影响.结果表明.凸点下金属层(UBM)Ni界面IMC的成分与钎料中Cu含量有关,钎料中Cu含量较高时界面IMC为(Cu.Ni)6Sn5.而Cu含量较低时,则生成(Cu,Ni)_3Sn_4;Cu-Ni耦合易导致Cu/Sn-3.0Ag 0.5Cu/Ni焊点中钎料/Ni界面IMC异常生长并产生剥离而进入钎料.125℃等温时效过程中.Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu界面IMC的生长速率常数随钎料中Cu含量增加而提高.Cu Cu耦合降低一次回流侧IMC生长速率常数;Cu Ni耦合和Ni-Ni耦合均导致焊点一次回流Ni侧界面IMC的生长速率常数增大,但Ni对界面IMC生长动力学的影响大于Cu;Ni有利于抑制Cu界面Cu_3Sn生长.降低界面IMC生长速率,但Cu-Ni耦合对Cu界面Cu_3Sn中Kirkendall空洞率无明显影响