TiAl合金片层取向控制研究进展

TiAl合金因具有低密度、良好的高温强度以及抗氧化性,成为在航空航天及汽车行业具有重要应用价值的新型高温结构材料。对于全片层TiAl合金,通过控制α相沿非择优取向生长,获得平行于生长方向的片层组织,可显著提高其综合力学性能。TiAl合金的片层组织控制方法主要包括改变凝固路径法和籽晶法。综述了TiAl合金片层取向控制的现状及存在的主要问题,指出自引晶法和β相籽晶法是片层取向控制的新方法,将促进TiAl合金片层组织控制的工程化应用。最后,对TiAl合金片层取向控制的发展前景进行了展望。     

确定取向铝单晶制备工艺的研究

为获得制备确定取向铝单晶试样的最优工艺参数,文中采用定向凝固设备结合籽晶法,研究了不同坩埚材料、加热温度及抽拉速度等对铝单晶试样质量的影响.实验结果表明:采用氮化硼(白石墨)坩埚,加热温度(850±5)℃下保温1h,在生长通道时抽拉速度为1μm/s,在单晶生长部分抽拉速度为8μm/s,达到引晶效果,试棒的初始取向与籽晶的取向一致.     

反偏籽晶晶向生长Φ2″HB-GaAs单晶

HB-GaAs ( 10 0 )片要偏离生长截面 5 4.7°～ 60°切割 (〈10 0〉和〈111〉之间的夹角是 5 4.7°)。如果籽晶方向与〈10 0〉之间的夹角少于 5 4.7°,称为反偏籽晶。而采用大于 5 4.7°角生长的单晶切割比较困难 ,尤其是厚度小于 3 0 0 μm的晶片。为了减少切割难度 ,可生长反偏籽晶的单晶 ,但要保证单晶能割出Φ2″( 10 0 )圆片 ,必须增加单晶锭的截面积。由于GaAs的热导率小 ,大截面单晶生长要困难得多。通过改变固液截面附近的加热元件结构 ,在特定方向加强了散热 ,延伸了温度梯度的线性范围 ,使用反偏籽晶 ,成功地生长了Φ2″HB GaAs单晶。和正偏籽晶单晶相比 ,这些单晶锭的切割破损率减少了 2 4% ,每 10 0mm长度出片数增加了 3 0 %。     

镍基单晶高温合金一次枝晶间距的统计研究

采用籽晶法制备了3种[001]取向的镍基单晶高温合金。通过正方形估算法和直接测量法统计了合金不同凝固高度的一次枝晶间距。该方案消除了晶界和晶体学取向对一次枝晶间距的影响。随着凝固高度升高,3种合金的一次枝晶平均间距逐渐增大。两种统计方法的一次枝晶平均间距相近,说明两种方法的精度均较高。此外,3种合金的一次枝晶间距在较大的范围内变化,且呈正态分布。3种合金的一次枝晶间距上限是下限的5.4~8.5倍。     

铜柱凸块生产关键工艺技术研究

讨论了铜柱凸块生产工艺中籽晶层厚度和电镀电流密度等关键制程因素对铜柱凸块共面性、晶圆应力、凸块剖面结构和电镀效率等方面的影响.研究结果表明增加电镀籽晶层厚度可以提高凸块共面性;在相同电镀电流密度下,籽晶层越厚,晶圆应力越大;相同的籽晶层厚度下,随着电镀电流密度增加,晶圆应力增加,但增加速率逐渐变慢;低电流密度下铜柱凸块顶部形成盘碟形状的剖面结构,而高电流密度容易使铜柱顶部形成圆拱剖面结构;采用阶梯电镀速率电镀方法与均一慢电镀速率电镀出的铜柱凸块共面性一致,而采用阶梯电镀法既能够提高电镀效率又可以得到较好的铜柱顶部盘碟形剖面结构.     

用Mg-NdBCO籽晶制备PMP-SmBCO单畴块材

以NdBCO为基体,添加适量的MgO粉末,制备了自发形核生长的多畴样品。然后选用Nd-Ba-Cu-Mg-O为籽晶成功制备了具有单畴形貌的PMP-SmBCO块材。利用DTA、XRD和SEM分析了粉末的融化温度、晶体取向及微观组织形貌。结果表明添加质量分数1%MgO的NdBCO前驱粉末最高熔化温度比SmBCO粉末高了40℃以上,NdBaCuMgO籽晶与SmBCO样品晶体完全共格。     

抽拉速率对Ti-43Al-3Si合金籽晶法定向凝固组织的影响

以Ti-43Al-3Si为籽晶,研究了不同抽拉速率对TiAl合金耔晶法定向凝固全片层组织的影响．结果表明．60 mm／h抽拉速率下．凝固组织中的片层方向能够与生长方向保持一致．随抽拉速率增加,由于温度梯度降低、成分过冷增大等因素的影响,凝固组织中出现了与生长方向成45°或90°夹角的片层取向．电磁搅拌引起的强制对流使固／液界面前沿的扰动不断增强,晶体生长形态发生变化,破坏了片层取向的一致性．     

攻克100nm技术面临的技术难关

从势垒层和籽晶层、低ｋ介质、检测和计量以及光刻等方面详细阐述了１００ｎｍ技术的开发情况及其所面临的问题。