碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展

高强高导铜基材料是一类有着广阔应用前景的材料,将碳纳米管作为增强相来制备铜基复合材料可以满足其对于强度和导电性的要求。制备出性能优良的复合材料的关键是解决碳纳米管的均匀分散及其与铜基体的界面结合问题。介绍了目前碳纳米管增强铜基复合材料的制备工艺及其所取得的成绩,并展望了将来的发展方向。     

超声喷雾化学镀法制备镀Ni碳纳米管及其微波吸收性能

将碳纳米管（CNTs）经过酸化、敏化和活化处理后,采用超声喷雾化学镀的方法来制备镀Ni碳纳米管（Ni-CNTs）。采用TEM、EDS和拉曼光谱进行表征。结果表明,采用超声喷雾化学镀可实现Ni层在CNTs表面均匀连续的镀覆,并且改善了CNTs的分散性,有利于其在复合材料领域的应用。不同形貌的Ni-CNTs的吸波性能有明显差异。对于镀层相对较薄的Ni-CNTs试样,其反射损耗峰值为-17.12 dB,出现在9.36 GHz处;吸波频带宽度为5.28 GHz（R<-5 dB）和2 GHz（R<-10 dB）,这样的趋势有利于制造宽频复合吸波材料。     

冷轧及退火工艺对纯铜力学性能的影响

采用四辊轧机对纯铜进行了多道次冷轧,冷轧后的铜带分别在180 ℃和200 ℃进行退火.分析研究了退火铜带的力学性能变化和变形条件对其塑性、变形抗力及显微硬度的影响,探讨了纯铜的应变硬化机理及退火工艺对冷轧纯铜力学性能的影响机制.结果表明,纯铜经冷轧后强度明显提高,最高值达439.3 MPa,硬度值在84.7～96.0 HV0.01之间;冷轧纯铜退火后的抗拉强度、显微硬度降低,伸长率明显提高,但在200 ℃退火时出现了低温退火硬化效应.     

In的添加对Sn-9Zn无铅焊料合金组织与性能的影响

锡锌（Sn-Zn）无铅焊料在电子封装中具有广阔的应用前景,但其润湿性和抗氧化性能较差。采用16通道摇摆炉制备Sn-9Zn-x In(x=0,1,2,3,4;%,质量分数)焊料合金,研究In元素对Sn-9Zn无铅焊料合金微观组织、熔化特性、润湿性、抗氧化性以及力学性能的影响。结果表明：添加的In元素与Sn,Zn形成低熔点合金,明显降低焊料合金的熔点及固相线温度;加入In元素使得焊料合金表面张力降低,润湿性能提高;焊料合金的润湿力在In含量为3%达到最大值（0.857 mN）;焊料添加In元素形成In2O3氧化膜有保护熔体的作用,有助于增强焊料合金抗氧化性能,不含In元素时焊料合金的氧化增重为0.47%,而In含量为3%时其氧化增重质量分数为0.14%,抗氧化性能提高;添加In后在Sn基体中产生固溶强化和析出强化使得合金抗拉强度先提高后降低,当In含量为3%时,焊料合金极限抗拉强度达到55 MPa左右。加入In后破碎为长条状、针棒状的富Zn相使得延伸率逐渐下降,当In添加量大于3%时,延伸率急剧下降。综合焊料的力学性能、润湿性、抗氧化性能,确定In的在Sn-9Zn中最优添加量为3%。     

不同基体真空蒸镀铝膜的附着力研究

采用电阻加热式真空蒸镀法在玻璃、H13钢、塑料和纯铜基体上镀制铝膜,并对其附着力进行了测试和分析.结果表明:铝膜对基体的附着力随蒸镀时间的延长而增加,二者基本上呈线性关系;在相同镀制工艺条件下,铝膜对玻璃、H13钢、纯铜和塑料基体的附着力依次增强;在50~350℃之间退火后,铝膜对纯铜基体的附着力高于退火前,且随退火温度的升高而增大.     

纯Al纳米晶体材料的力学性能研究

以纯铝粉(99.7%)为原料,采用不同的球磨参数(球料比、球磨时间),利用高能球磨法在室温下制备了具有纳米晶粒的纯Al体材料.通过X射线衍射(XRD)及显微硬度等手段,对不同球磨工艺参数下制备的纯Al体材料的晶粒尺寸及力学性能进行了测试和分析,并对样品的晶粒尺寸与硬度之间的关系进行了深入的探讨.研究发现,所制备的纯Al纳米晶体材料的平均晶粒尺寸在47～66nm范围内;随着球磨时间的延长,样品的显微硬度呈现出先升高后降低再升高的趋势,并在球磨时间为5h时,球磨样品的硬度达到最高值;屈服强度与晶粒尺寸之间符合正的Hall-Petch关系.     

Ti-15-3钛合金超塑行为研究

为系统了解Ti-15-3合金的超塑性,研究了固溶态和两种不同变形量冷轧态的Ti-15-3合金板材在700～800 ℃和1×10-4 ～3×10-3s-1应变速率范围内的超塑性行为.结果表明:Ti-15-3合金具有较好的超塑性能,冷轧态合金的延伸率均优于固溶态,且随着板材冷轧变形量的增大而增大;各应变速率下,该合金都在780 ℃时获得最大延伸率和应变速率敏感性指数.在780 ℃和1×10-4s-1条件下拉伸时,冷轧变形量为52%的Ti-15-3合金板材获得了370%的延伸率,m值为O.56;变形温度和速率对合金的超塑性能影响很大,合金的延伸率在730～780 ℃范围内随温度的升高和应变速率的降低而升高,合金的流变应力则随之下降.     

Sn基无铅焊料的研究进展

随着世界各国“限铅令”的颁布，Sn基无铅焊料被广泛研究以代替传统Sn-Pb焊料。然而，近年来大规模集成电路及先进电子封装架构的发展对无铅焊料的性能提出了更高要求。本文介绍了Sn-Sb、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi和Sn-In系等主要无铅焊料体系的最新研究进展，综述了添加合金元素、稀土元素以及纳米颗粒对焊料显微组织、润湿性能、力学性能、耐蚀性能和接头服役性能的影响。文章最后讨论了高性能无铅焊料的研发方向，提出了创新的研究理念及研究方法，为下一代钎焊材料的研发提供了参考。     

复合金属包覆碳纳米管的制备及电磁屏蔽性能

对CNTs进行预处理后,采用超声喷雾化学镀的方法来制备镀镍碳纳米管(Ni-CNTs),在此基础上分别采用化学镀和共沉淀法制备镍银包覆碳纳米管(Ni/Ag-CNTs)和镍铜包覆碳纳米管(Ni/Cu-CNTs)。采用TEM、FESEM和XRD对镀层形态及结构进行表征。结果表明,采用超声喷雾化学镀方法,在改善CNTs分散性的前提下可实现镍层在其表面均匀连续镀覆;并结合化学镀和共沉淀法分别成功制备出Ni/Ag-CNTs和Ni/Cu-CNTs。电磁屏蔽测试表明,Ni/Ag-CNTs和Ni/Cu-CNTs的电磁屏蔽性能显著优于Ni-CNTs (55.62 dB),分别达到了89.34和72.21 dB。