碳化硅原料粉体制备的研究进展

摘要:碳化硅(SiC)材料因具有优异的物理化学性能,已被广泛应用于航空航天、工程陶瓷和半导体等领域。目前,SiC 粉体的合成方法众多,其中碳热还原法是工业生产SiC 粉体的主要方法,但在生产过程中,SiC 粉体的颗粒度和杂质含量均会影响最终产物的各项性能。因此,如何对SiC 粉体进行细化和纯化处理成为制备高性能SiC 材料需要探索的问题。本文首先介绍了SiC 粉体合成技术的种类、原理和特点;然后,详细阐述了近年来SiC 粉体细化技术的研究进展,并对SiC 粉体中无定形碳和金属及金属氧化物的纯化技术进行重点介绍;最后分析了目前制备SiC 粉体需要解决的问题,并对其发展前景进行展望。

面向可穿戴的纱线基汗液微流控器件: 原理、设计、构建与应用

摘要:随着可穿戴技术的飞速发展, 人们对生理状态实时监测的需求日益迫切. 纱线基汗液微流控技术因其卓越的汗液收集、转运能力与良好的纺织工艺兼容性, 成为实现这一需求的重要备选方案. 然而, 纱线基汗液微流控器件的原理、设计、构建与应用等方面仍面临诸多挑战. 本文回顾了纱线基微流控技术的发展历程, 并深入探讨了纱线芯吸的基本原理及其性能调控方法. 基于纱线芯吸特性, 本文进一步总结了面向不同应用的纱线基汗液微流控器件, 包括汗液分析传感器、汗液激发供能装置和汗液触发致动器. 上述器件不仅展示了纱线基汗液微流控器件在实时汗液成分分析、收集利用汗液供能和汗液触发形变方面的巨大潜力, 而且为实现智能化可穿戴健康监测和运动分析提供了有力支撑. 这一领域研究的不断深入有望推动智能织物和可穿戴技术进一步发展, 为人类健康生活带来更多便利.

固体发动机增材制造技术研究进展及应用展望

摘要:近年来金属材料、连续纤维增强复合材料、固体推进剂材料增材制造技术发展迅速,国外已经率先实现了固体发动机增材制造的工程化应用。概述了国内外固体发动机金属件增材制造、复合材料壳体增材制造、复合固体推进剂增材制造技术研究进展,结合增材制造技术优势,提出固体发动机增材制造技术未来应用设想。

集成电路互连微纳米尺度硅通孔技术进展

摘要:集成电路互连微纳米尺度硅通孔(TSV) 技术已成为推动芯片在“后摩尔时代”持续向高算力发展的关键。通过引入微纳米尺度高深宽比TSV 结构,2.5D/3D 集成技术得以实现更高密度、更高性能的三维互连。同时,采用纳米TSV 技术实现集成电路背面供电,可有效解决当前信号网络与供电网络之间布线资源冲突的瓶颈问题,提高供电效率和整体性能。随着材料工艺和设备技术的不断创新,微纳米尺度TSV 技术在一些领域取得了显著进展,为未来高性能、低功耗集成电路的发展提供了重要支持。综述了目前业界主流的微纳米尺度TSV 技术,并对其结构特点和关键技术进行了分析和总结,同时探讨了TSV技术的发展趋势及挑战。

先进制程芯片用超高纯钽靶制备工艺研究进展

摘要:通过物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)制备的Ta/TaN层具有优异的抗Cu-Si扩散性与良好的接触电阻等特性,随着半导体先进制程芯片的发展,其成为了扩散阻挡层的最佳选择。然而,作为PVD的重要原料- 磁控溅射超高纯Ta靶往往会因晶粒尺寸、织构梯度均匀性的问题,极大地影响沉积薄膜厚度的均匀性,从而影响先进制程芯片良率。因此,结合先进制程芯片的特殊应用环境,本文简述了集成电路用PVD工艺过程与先进制程对Ta靶的应用需求,并综述了近些年集成电路用超高纯Ta常用提纯与晶粒、织构控制工艺的研究进展,包括Ta粉提纯、电子束熔炼、锻造、轧制、再结晶退火工艺以及加工对最终Ta靶溅射性能的影响,针对各类工艺对Ta晶粒、织构的影响进行了阐述。最后,对磁控溅射超高纯Ta靶在先进制程芯片的应用现状与制备工艺难点进行了总结和展望,指出领域内新出现的更具高经济性与材料利用率的超高寿命高厚度(0.65英寸,1英寸=25.4 mm)Ta靶,以及对超高纯Ta形变热处理工艺研发与优化的迫切需求。

柔性轧制及其实现方法

摘要:介绍了柔性轧制的概念,将柔性轧制分为几何形状尺寸的柔性调控和产品性能柔性控制两种类型,分别介绍了两类柔性轧制的实现方法和相关技术。在形状尺寸柔性调控中,利用对轧辊辊缝及孔型的灵活控制,获得具有形状尺寸优化、负载能力增强的产品,满足一些特定需求,实现节材减重、节能减排;在轧制中对组织性能进行柔性控制方面,介绍了从早期一钢多能、一钢多用,到用同一种化学成分生产不同晶粒尺寸的产品,获得不同力学性能的状况,再到近期提出的UniSteel概念,以单一化学成分取代已有的繁多汽车用钢品种;最后对柔性轧制技术的发展进行了展望。

增材制造SiC基陶瓷及其强韧化研究进展

摘要:碳化硅(SiC)材料具有轻质、高强、热稳定性良好等优异特性,广泛应用于国防军工、航空航天、能源环保等诸多领域。然而SiC陶瓷在异形结构成形能力和成形性能方面相互制约。传统制造方法可获得高性能的SiC陶瓷件,但难以成形复杂结构。增材制造具有成形复杂结构的优势,但增材制造SiC基陶瓷存在高强和高韧一体化成形性能的挑战。因此,研究高精度、高强度、高韧性的SiC 基复杂结构陶瓷的增材制造具有重要意义。本文系统性总结当前SiC基陶瓷的增材制造原理与方法,并对连续纤维、短切纤维/ 晶须、夹层结构增韧增材制造成形SiC基陶瓷等的问题和难点进行分析与讨论。最后针对SiC 基陶瓷增材制造的发展趋势进行展望,希望为推动大尺寸、跨尺度、复杂结构的SiC基陶瓷部件高精度、高强度、高韧性一体化增材制造成形提供参考。

大尺度复杂构件群体机器人协同并行制造系统集成的关键技术

摘要:以航空、航天、航海及轨道交通等领域大尺度复杂构件的高效、高质量加工需求为导向,探究基于群体机器人集群化并行制造系统的大构件多移动机器人协同制造系统的关键技术。围绕典型大尺度构件的加工工艺需求,基于移动测量机器人、移动加工机器人和移动装配机器人等多种类、多形式移动机器人的设计和研制,提出基于多移动机器人协同并行制造方案、大构件机器人化加工机器人本体设计方案、多模态协作机器人感知与测量方案、多机器人协同的加工机器人本体控制器及群体加工机器人系统控制方案。阐述多群体机器人移动加工的机器人控制策略与方案,针对加工机器人群体协同并行加工方法、大构件测量与群体机器人协同控制等关键技术,不但从本体研发、控制器等方面探究了国产工业机器人性能提升与优化的方法,也力图为后续航空航天等领域的大构件加工拓展工作思路。