三维集成电路先进封装中聚合物基材料的研究进展

摘要:人工智能、大数据、物联网和可穿戴设备的迅猛发展,极大地催生了对高端芯片的需求。随着摩尔定律发展趋缓,尺寸微缩技术使芯片遭遇了物理节点失效、经济学定律失效,以及性能、功耗、面积指标不足等诸多问题。作为延续和拓展摩尔定律的重要赛道,三维先进封装技术已成为推动高端芯片向多功能化以及产品多元化集聚发展的重要动力。先进封装技术的迅猛发展对聚合物基关键封装材料的耐腐蚀性、电气、化学和机械性能都提出了更高的要求。针对三维集成电路的先进封装工艺需求,论述了不同聚合物基关键材料的研究进展及应用现状,明晰了不同聚合物基材料所面临的挑战和机遇,提出了相应的解决方案,并展望了未来的研究方向。

激光增材制造高熵合金强化机制的研究进展

摘要:随着航空事业的飞速发展,对合金材料的性能提出了更高要求。在传统合金材料性能提升空间逐渐受限的背景下,高熵合金凭借其独特的多主元设计,不仅在力学性能上表现优异,还在耐腐蚀、耐高温等方面展现出其独到之处,成为最具发展潜力的材料之一。激光增材制造技术为高熵合金的设计与制造提供了新的工艺技术途径,确保了成形件具有结构致密、组织均匀等优势。本文总结了激光增材制造高熵合金强化机制方面的研究进展,列举了包括应变诱导孪晶强化、变形诱导相变强化、细晶强化、固溶强化以及第二相强化等机制的典型案例,重点阐述了工艺特性对强化机制的显著影响。结果表明,激光增材制造技术的工艺特点能够增强高熵合金强化机制的效果,进而提升合金的力学性能。

金属链创制

摘要:金属零部件的制造过程涉及合金设计、原材料制备、冶炼、铸坯、锻轧、热处理、精密冷加工等,研究工作理应贯穿金属制造与服役的全生命周期。只有贯通全生命周期技术链,金属的性能才能充分发挥。以往的工艺技术研究多注重“点”的突破,而在金属材料与零部件的加工中间经常出现“断链”现象,导致高端零部件的性能不合格、不稳定、不可靠,甚至大量依赖进口。为解决上述问题,本文以直径8 m级盾构机主轴承研制为例,从套圈用轴承钢的V、B、稀土共合金化设计出发,基于高纯净、高均质轴承钢的制造和高性能轴承零部件精密加工,阐述了轴承制造全流程的关键技术及其关联性,重点介绍了连接轴承材料到轴承零部件的热处理技术和大型滚子的精密加工技术。在此基础上,成功制造了性能优异的大型盾构机主轴承,具备进口替代能力。基于此,本文提出了金属链创制的学术思想,即从材料设计的源头出发,对合金设计、原材料制备、冶炼、铸坯、锻轧、热处理、精密冷加工、装配制造、检测评价、应用考核等全链条进行研发,通过从全链条角度识别各工序的关键数据,并对其进行调控和传递,迭代优化,贯通技术链,打造创新链,对接产业链,实现金属材料与高端零部件的可控制造。

三个维度看脑机接口行业发展趋势

摘要:脑机接口行业加速创新,无论是何种技术路径,本质上都是链接人类意识(第一步是捕捉脑信号,通过装置采集动作电位、局部场电位、脑电图等,然后进行信号处理和特征提取,再进行编解码信号输出并控制外部设备和应用)。在采集信号的这一步,由于对信号强弱、需求定义、与目标定位的不同,衍生出了侵入式、半侵入/介入式、以及非侵入式等技术路径,也带来了产品设计全链条的不同。技术层面,侵入式处于技术验证及探索期,非侵入式商业化落地较快,其中涉及到多维度路径对比下组件的细致拆解。市场层面,从规模、场景、上下游、政策支持、医保支付、中美投融资特点、中美监管及取证难度来看脑机接口发展趋势。中美进程对比:脑机不断创新,从组件及不同技术路径的探索上看中美进程、临床及获批情况。

高熵氧化物气凝胶的研究进展

文摘:介绍了高熵氧化物气凝胶的发展状况,对高熵氧化物气凝胶的合成方法、结构性能及其应用进行总结归纳,提出了采用理论模拟和实验结合研究高熵氧化物气凝胶的耐温机理将是重要的发展方向。

高性能超高压镁合金研究进展

摘要:镁合金作为最轻的金属结构材料,在减重领域具有广阔的应用前景。但镁合金的强度偏低、塑性较差、耐腐蚀性能不佳,这些缺点限制了镁合金的广泛应用。超高压处理技术能够使镁合金获得在常压条件下无法制备的微观结构和新相,压力和温度的结合为调控镁合金的微观结构提供了巨大潜力,为打破镁合金综合性能之间的瓶颈提供了新途径。本工作聚焦于高性能镁合金超高压研究进展,概述了超高压处理制备工艺和技术特点;重点阐述了超高压处理调控对镁合金的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能和储氢性能的影响;最后展望了未来镁合金超高压处理研究的发展方向。

7000系超高强铝合金的发展及其航天工程化应用展望

文摘:回顾了7000系超高强铝合金在国内外的发展历程,并简要概述了几种典型铝合金在我国运载火箭中的应用实例。结合当前7000系铝合金在我国航天结构系统工程化应用的实际情况,分析了存在的问题,并据此提出了值得关注的研究方向及相关建议。

高温超临界CO2结构材料环境致裂研究进展

摘要:作为能量传递介质,超临界CO2 (S-CO2)在能源领域表现出广阔的应用前景。但S-CO2可以引起高温氧化、碳化腐蚀。腐蚀与应力协同作用下,材料腐蚀加剧,力学性能下降,加速衰退,进而发生环境致裂,引发严重后果。本文梳理S-CO2引起氧化、碳化的耦合腐蚀机制,总结高温高压S-CO2系统环境致裂的评估手段,分析材料在腐蚀和力学协同作用下的环境致裂行为,包括腐蚀后材料力学性能的改变、应力腐蚀、蠕变、腐蚀疲劳、热循环、表面残余应力对腐蚀行为影响等,总结材料环境致裂的行为和机理。相关研究旨在为S-CO2系统的材料选择和环境致裂防护提供理论基础和技术指导。

铅、镉、砷复合污染土壤修复技术研究进展与展望

摘要: 随着工业、农业、采矿业和城市化的快速发展,大量重金属等污染物进入土壤环境系统,由此引发的土壤重金属复合污染问题备受关注。全面掌握重金属复合污染现状、污染特征及修复技术手段, 对重金属污染防治和土壤的安全利用具有重要意义。综述了Pb,Cd,As复合污染土壤现状,阐述了污染来源及在土壤中的分布特征与迁移转化特征;归纳总结了物理修复法、固化/稳定化修复法和生物修复法在Pb,Cd,As复合污染治理方面的研究进展;论述了对各种土壤修复技术的优缺点和适用场景,并对未来发展方向进行了展望。相较而言, 固化/稳定化修复技术因处理效率高、成本低廉、施工简单等优点成为国内外复合污染土壤修复的主流技术。同时,中国金属矿山规模化消纳需求迫切,综合地区特色利用当地矿山固废研发新的固化/稳定化材料治理Pb,Cd,As复合污染土壤已成为目前固化/稳定化技术领域重点研究方向之一。