单晶硅片纳米磨粒磨损的AFM模拟

当前的CMP磨损模型中,大多数主要是基于理论分析以及CMP中宏观影响因素所建立,并且都欠缺微观试验的证明.本文提出使用原子力显微镜（AFM）作为CMP中单个纳米磨粒模拟的方法,来验证模拟实验中载荷与扫描速率对微观磨损的影响,并依据此模拟试验的结果探讨了CMP磨损机理.     

单头单面旋转式化学机械抛光机的运动机理研究

以单头单面旋转式化学机械抛光机为例建立了抛光头的运动模型,并利用Matlab软件模拟出了抛光头的运动轨迹,分析并讨论了抛光盘和抛光头两者之间不同的转速比、旋转方向、偏心距以及抛光点的初始位置等参数对抛光轨迹和抛光质量的影响,为CMP机床的结构和运动设计提供理论依据。     

碳纳米管的功能化处理及其对胶黏陶瓷涂层抗腐蚀性能的影响

目的 改善碳纳米管的分散性能,提高A4钢涂层的抗腐蚀性能。方法 用化学改性和物理改性相结合的办法,对多壁碳纳米管进行了功能化处理,并通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电镜（TEM）、热重分析仪（TGA）对功能化碳纳米管进行相关表征。将改性后的碳纳米管植入陶瓷涂层中,制得不同碳纳米管含量的增强陶瓷涂层（CRPCC）,并通过电化学试验深入探讨了碳纳米管增强陶瓷涂层的耐腐蚀性能。结果 处理后的多壁碳纳米管分布更均匀,缠结现象显著改善。功能化后的碳纳米管表面成功引入表面活性剂,侧壁的含氧基团占比20%左右。电化学试验表明,碳纳米管的植入有效降低了基体涂层结合处因腐蚀产生的Cl、O元素的含量,且腐蚀后CRPCC与基体的界面形貌良好。腐蚀后期,阻抗模值高达106 kΩ?cm2,防护效率高达94%。结论 对碳纳米管进行混合改性有助于提高其分散性,向涂层中植入碳纳米管,可以提高涂层的抗腐蚀性能。     

风机转子系统参数化设计临界转速计算软件的开发

设计了风机转子系统参数化有限元建模,并在通用商业化有限元分析软件ALGOR基础上,开发了模块化编程.对转子的优化设计有着重要的指导意义.     

超高分子量聚乙烯的自由基电子自旋共振波谱特征及微观机理研究

在常温、真空条件下,采用100 kGy辐照剂量对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行γ辐照处理。辐照后,UHMWPE分别置于空气中老化和在80℃空气炉中加速老化21 d。采用电子自旋共振波谱和红外光谱分别研究了UHMWPE的自由基和分子结构的变化。结果表明,UHMWPE初始自由基主要为烯丙基自由基,其波峰为5个,峰的间隔为13.7 Gs,波谱分裂因子(g)为2.002。在空气中老化时,自由基衰减成一个非常弱的峰,线宽为10 Gs,其原因是UHMWPE自由基与氧气发生氧化反应,生成过氧化自由基。在空气中,UHMWPE自由基相对浓度随着时间的推移,不断降低。加速老化后,UHMWPE中不能被检测到自由基信号,但在红外光谱的1 715 cm~(-1)处却出现了一个峰,表明自由基发生氧化反应生成的最终产物为含酮的化合物。     

关于油润滑钢/钢滑动摩擦副P-V图的研究

本文在球-盘式摩擦磨损试验机上,采用阶梯加载方式,测定了润滑条件下钢/钢滑动摩擦副的P-V图,并考察了润滑油在各转化区中所起的作用。证明在P-V图中润滑状态的转化都是在一定区域内进行的,即P-V图是由五个区域,而不是由三个区域组成。本文还采用俄歇和光电子能谱系统地分析了不同润滑状态钢表面膜的成分和价态,讨论了氧化膜各层结构在摩擦磨损过程中所起的作用,并提出了氧化膜在P-V图状态转化中的作用模型。     

改性碳纤维的制备及其增强PTFE复合涂层摩擦学性能

以磷酸二氢铝(AP)为粘结剂,采用喷涂-热固法制备的聚四氟乙烯(PTFE)复合涂层硬度不高,抗磨性能差, 填充碳纤维(CF)能显著改善涂层的综合性能。 为提高 CF 与涂层界面强度,通过双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)偶联剂对 CF 表面进行改性处理,制得改性碳纤维(MCF)。 利用 FTIR、EDS 和 SEM 对改性前后 CF 的组成、元素及形貌进行表征。 利用摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对填充不同 MCF 含量的 PTFE 复合涂层的摩擦学性能进行研究。 结果表明:Si69 偶联剂成功接枝到 CF 表面,使得 CF 表面粗糙化,增强了碳纤维与复合涂层界面结合强度; MCF 能显著改善涂层摩擦学性能,且随着 MCF 的含量增加,涂层的硬度和耐磨性能明显提高;涂层的摩擦因数随着 MCF 含量的增加有所增大,在涂层中填充质量分数为 4% 的 MCF 时,涂层综合摩擦学性能最好,其硬度达到 12. 5 HV, 摩擦因数为 0. 091,磨损率仅为 2. 24×10^-4 mm³ / (N·m),且涂层表面均匀致密。     

碳纳米管增强胶黏陶瓷涂层的制备及性能表征

利用溶胶凝胶法制备了胶黏陶瓷涂层,为了提高涂层的综合性能,在涂层中添加了少量的羟基化碳纳米管.对涂层的形貌、显微硬度、摩擦磨损特性进行了分析,结果表明:添加碳纳米管的涂层光滑平整且碳纳米管在涂层中分散均匀;添加0.3wt％碳纳米管的涂层,显微硬度达到最大值750 HV,碳纳米管再次增加时,显微硬度开始下降;植入0.5wt％碳纳米管的涂层,摩擦系数和磨损量分别为0.35和0.573×10-3 mm3/Nm,涂层的摩擦磨损特性最佳.     

糙米重组米的回生特性

采用差示扫描量热仪和质构仪研究了糙米重组米的Avrami方程及硬度,探讨了糙米重组米的回生特性。结果表明：糙米重组米的Avrami参数n值均小于1,以一次成核的方式结晶;糙米重组米淀粉中的直链淀粉含量对Avrami参数n有非常显著的影响,对支链淀粉的最大回生度没有显著的影响;参数n和结晶速率k之间成极显著负相关;最大回生度与结晶速率k成显著负相关;硬度可以有效地反映出糙米重组米的回生程度。     

超精密抛光材料的非连续去除机理

通过对表面原子／分子氧化去除动态平衡模型的分析，应用概率统计方法推导了单个磨粒的多分子层薄膜的非连续去除模型，该模型考虑了化学机械抛光（CMP）中化学作用与机械作用的协调性，同时考虑了芯片新鲜表面的直接去除和多层氧化薄膜的去除。在特定条件下，应用图形分析法找到了化学作用与机械作用协调的半经验公式。研究结果表明：材料去除率与去除层数呈指数关系；一直增加化学作用并不能增大材料去除率；机械化学协调作用时，去除率始终保持极值去除。模型预测结果和试验结果相吻合。