POTENTIOSTATIC TESTING OF THIN SILICON NITRIDE FILMS

Micron-thick silicon nitride can be plasma-deposited as a conformal coating over complex geometries in microelectronic assemblies. The resulting films are dense and chemically inert, providing an effective diffusion barrier against chemical attack as long as the films remain mechanically intact. Potentiostatic methods have been developed to evaluate the effectiveness of these films over 3-dimensional microelectronic structures. Coated test structures were made the anode in NaCl solution and the resulting anodic dissolution of underlying metal was found to be a sensitive indicator of cracks or pinholes in these films and is similar to the corrosion reactions that pose reliability problems in field usage. This method was used to rank the film's ability to protect flat metalized silicon, stitch bonds, and Al bondwires from chemical attack. The same electrochemical method was used in conjunction with a four-point bending method to detect the onset of microcracking during measurements of the film's net ultimate strain.     

电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化

利用电弧离子镀设备在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢基体上沉积了CrN涂层，对涂层的抗氧化性能进行了研究。结果表明，CrN氧化生成Cr2O3，氧化反应激活能小于Cr和Cr2N的氧化反应激活能，具有低的氧化速率常数，抗氧化性能良好。氧化过程中发生CrN向Cr2N的相转变，涂层中大的压应力的存在对这一转变起了关键作用。     

利用硼泥制备七水硫酸镁的研究

针对硼泥中的有价元素镁未得到充分利用,以工业硫酸和硼泥为原料制备出七水硫酸镁,为硫酸镁的生产开辟了一条新的途径,同时又治理了硼泥对环境的污染。讨论了酸浸温度、酸浸时间、液固比及硫酸浓度对镁浸出率的影响,确定了合理的工艺条件:酸浸温度100℃、酸浸时间2h、液固比为4:1、硫酸浓度50%,在此条件下镁的浸出率为95%。     

准八面体CBN单晶的合成研究

通过对原料、触媒及合成工艺的研究,采用国产DS-029B型六面顶压机在4．2—5．3GPa,1350。1470℃的范围内,从hBN-单质触媒体系中合成出近乎完美的黑色八面体和截角八面体立方氮化硼单晶体。确定了该种形态的CBN晶体的生长区域。CBN晶体的尺寸在100—400μm,峰值粒度为125—150μm。对所得的晶体进行考察,发现这种CBN晶体结晶形貌发育比较完整、棱角尖锐、晶粒饱满,并且有较高的抗压强度。上述结果表明所用的单质触媒具有使CBN晶体均匀生长的能力,是一种合成CBN晶体的有效触媒,该种CBN晶体具有较好的破碎强度。     

AlN陶瓷中的晶界第二相

晶界第二相是ＡＩＮ陶瓷显微结构的重要组成部分，对ＡＩＮ陶瓷的热导率有重大的影响。本工作研究了以Ｙ＿２Ｏ＿３为烧结助剂的无压烧结ＡＩＮ陶瓷中，晶界第二相的组成、含量及其分布，结果表明：晶界第二相的组成主要取决于配料中的Ｙ＿２Ｏ＿３／Ａｌ＿２Ｏ＿３比值，同时也受工艺因素影响；随着Ｙ＿２Ｏ＿３加入量增多，晶界第二相含量呈线性增加，其分布也变成从三个晶粒连接处延伸到所有晶界。还讨论了晶界第二相对热导率的影响。认为只要ＡＩＮ晶格完整无缺，ＡＩＮ相保持连通，即使存在少量的Ｙ＿４Ａｌ＿２Ｏ＿９和／或Ｙ＿２Ｏ＿３第二相材料，预期仍可获得高的热导率。     

氮化铝纳米粉末的氧化特性研究

采用直流电弧等离子体蒸发－凝聚法制备了高纯氮化铝（ＡＩＮ）纳米粉末。粉末的平均晶粒度为５０ｎｍ，纯度大于９８％。借助Ｘ射线光电子能谱、化学分析和差热失重等测试手段，探索了ＡＩＮ纳米粉末的表面化学组成和氧化特性。研究结果表明，ＡＩＮ纳米粉末易吸湿氧化，大大降低了其纯度。ＡＩＮ纳米粉末表面的氧是以两种状态即物理吸附态和化合态存在。     

残余应力对TiC_p－AIN复合材料的影响

本工作采用热压工艺，以Ｙ＿２Ｏ＿３为烧结添加剂，在１８５０℃下制备ＴｉＣ＿ｐ－ＡＩＮ复合材料。结果表明：复合材料的密度、抗折强度、断裂韧性受第二相ＴｉＣ＿ｐ的影响，通过合理工艺因素选择，可以使复合材料的抗折强度和断裂韧性比基体ＡＩＮ材料分别提高４０％，８０％，达到４３８ＭＰａ，５．５９ＭＰａ·ｍ￣（１／２）。由ＸＲＤ内应力分析和ＴＥＭ显微结构测试结果可知，复合材料性能改善原因在于高弹性用量的ＴｉＣ引入以及ＡＩＮ和ＴｉＣ热膨胀系数不匹配导致的残余内应力。     

CNx薄膜的摩擦学性能研究进展

CNx薄膜具有优异的机械与摩擦学性能,很适合作为理想的耐磨保护涂层以及固体润滑剂,具有十分广阔的应用前景.概述了不同学者制备的CNx薄膜的摩擦学性能,采用综合对比分析方法,在比较摩擦试验结果的同时,注意分析薄膜的磨损情况,并结合对薄膜与摩擦副以及磨屑的成分、显微结构、键合以及摩擦过程中相变等情况的分析与比较,形成对CNx薄膜摩擦过程的基本分析,对成分、结构、环境因素、摩擦试验参数等对CNx薄膜摩擦学行为的影响及相关机理进行了总结和讨论.研究表明CNx薄膜的摩擦学性能与其自身的成分、结构(键合类型)、环境因素以及试验参数等密切相关,在对CNx薄膜进行摩擦学性能评价分析时,需要注意这些因素的影响.     

W18Cr4V高速钢基体的TiN化学气相沉积

研究了气体总流量、沉积温度、TiCl4蒸发温度、氮氢比等工艺参数对W18Cr4V高速钢基体TiN沉积速率的影响。确定了沉积过程分别为扩散控制区和表面过程控制区的试验条件。在表面过程控制区域,测定了本试验条件下W18Cr4V钢基体TiN化学气相沉积的表面过程表观活化能值为137．23kJ／mol。     

六方BN微颗粒表面化学镀Ni及动力学模型

以肼为还原剂在平均粒径为104μm的BN颗粒表面进行了化学镀Ni,提出了近球形颗粒表面“扩展-缩小自催化沉积”模型,较好地解释沉积量随时间的变化规律．依此模型推导了化学镀Ni沉积过程的动力学表达式．观测了不同沉积时间表面沉积Ni颗粒的SEM形貌变化规律,证实了动力学模型的正确性。