贵州大气环境中耐侯钢在电网应用中的关键技术

摘要:大气腐蚀对电网输变电设备的安全运行的影响显著。目前广泛在电网输变电设备领域使用的钢材的耐大气腐蚀性能和防腐技术难以满足电网建设和长寿命服役要求。首先简述了输变电设备大气腐蚀现状,指明了环境参量中大气成分、大气相对湿度、温度和钢材的化学成分、组织状态对电网设备腐蚀速率和腐蚀机制的影响;结合贵州省大气环境条件,对耐候钢在贵州电网应用中亟需解决的关键问题进行了分析;最后,提出通过现场暴露试验、加速试验和发展在线监测技术,不仅能收集海量的腐蚀数据,实现腐蚀评级并建立完整的大气腐蚀等级图,还可结合大数据处理和机器学习等方法,获得耐候钢在特定大气环境中的腐蚀机制,为耐候钢在电网设备中替代普碳钢和相关设备的安全运行提供技术保障。

胶体体卤化铅钙钛矿量子点:从合成到应用

可控条件下制备的胶体半导体纳米晶体有助于对量子现象更好的研究和利用,并且可以扩大其生产规模用于商业用途。这些量子点材料在超高清显示、太阳能电池、量子计算、生物成像、光通信等产业有广泛的应用。在过去的十年中,卤化铅钙钛矿纳米晶体作为高效半导体迅速崭露头角。尽管大多数研究集中在弱到中等限制区域的大纳米晶体上,强限制区域(尺寸小于铅卤钙钛矿的激子玻尔直径,范围为4-12纳米)的量子点(QDs)提供了独特的机会,包括偏振光发射和在单一卤化物组成的钙钛矿中无法实现的区域内纯色且稳定的发光。基于此,本文第一作者Junzhi Ye博士(英国牛津大学),通讯作者Lakshminarayana Polavarapu教授(西班牙维戈大学)和Robert L.Z. Hoye教授(英国牛津大学)在Chemical Society Review上发表教程综述。

可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展

摘要:医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势,包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上,从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时,归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战,包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善,概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面,综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状,提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题,包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足,以及未来的发展方向。

高性能功率器件封装及其功率循环可靠性研究进展

摘要: 半导体技术的进步使得功率器件面临更高的电压、功率密度和结温,这对功率器件的封装的可靠性提出了更高的要求。如何提高和检测功率器件的可靠性已经成为功率器件发展的重要任务。提升器件封装可靠性主要围绕优化封装结构、改进芯片贴装技术和引线键合技术3个方向研究。功率循环作为最贴近功率器件实际工况的可靠性测试方法,其测试技术、参数监测方法和失效机理得到广泛的研究。对功率器件封装结构、封装技术以及功率循环机理的相关研究进行了综述,总结了近年国内外的提升封装可靠性的方法,并介绍功率循环测试的原理和钎料层、键合线的失效机理,最后对于功率器件封装的未来发展趋势进行了展望。创新点: (1) 从封装结构、芯片贴装和引线键合3 方面讨论了提升功率器件封装可靠性。(2) 总结了功率循环的控制参数、策略、检测参数和失效判据方面的研究。

先进封装中铜-铜低温键合技术研究进展

摘要: Cu-Cu低温键合技术是先进封装的核心技术,相较于目前主流应用的Sn 基软钎焊工艺,其互连节距更窄、导电导热能力更强、可靠性更优。文中对应用于先进封装领域的Cu-Cu低温键合技术进行了综述,首先从工艺流程、连接机理、性能表征等方面较系统地总结了热压工艺、混合键合工艺实现Cu-Cu低温键合的研究进展与存在问题,进一步地阐述了新型纳米材料烧结工艺在实现低温连接、降低工艺要求方面的优越性,概述了纳米线、纳米多孔骨架、纳米颗粒初步实现可图形化的Cu-Cu低温键合基本原理。结果表明,基于纳米材料烧结连接的基本原理,继续开发出宽工艺冗余、窄节距图形化、优良互连性能的Cu-Cu低温键合技术是未来先进封装的重要发展方向之一。创新点: (1) 系统地总结了热压工艺、混合键合工艺实现Cu-Cu低温键合的研究进展。(2) 阐述了新型纳米材料烧结连接的基本原理、典型方法及工艺优势。

纳米铜基柔性导电薄膜制备现状及前景

摘要: 纳米铜基导电薄膜具有高导电、高性价比且易与柔性基材结合等优点,在下一代柔性电子产品领域具有广泛的应用前景。然而,纳米铜基导电薄膜在制备的过程中易被氧化,成为制备高导电纳米铜基导电薄膜的难题。文中从油墨配方、印刷方法、烧结方法等方面系统地介绍了纳米铜基柔性导电薄膜的制造方法,着重介绍了目前抗氧化油墨的设计思路,阐明了目前柔性电子先进微纳连接技术的工艺流程,对比了其优缺点及适用范围,并列举了纳米铜基导电薄膜在下一代柔性电子产品领域的典型应用。在此基础上,对纳米铜柔性导电薄膜制造尚存的主要问题进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望。创新点: (1) 详细概述了铜基柔性导电薄膜的现有制造技术。(2) 指出了铜基柔性导电薄膜制造所面临的挑战。(3) 列举了铜基导电薄膜在柔性电子领域中的典型应用。

用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

摘要:有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管(OLED)、量子点显示及有机光伏等领域,是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势,首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次,系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法,如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等,详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次,讨论了薄膜的微观缺陷、内应力,以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响,分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点,如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后,探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理,提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主,并总结了提高薄膜封装的策略,即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题,拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。

超精密晶圆减薄砂轮及减薄磨削装备研究进展

摘要:在芯片制程的后道阶段,通过超精密晶圆减薄工艺可以有效减小芯片封装体积,导通电阻,改善芯片的热扩散效率,提高其电气性能、力学性能。目前的主流工艺通过超细粒度金刚石砂轮和高稳定性超精密减薄设备对晶圆进行减薄,可实现大尺寸晶圆的高精度、高效率、高稳定性无损伤表面加工。重点综述了目前超精密晶圆减薄砂轮的研究进展,在磨料方面综述了机械磨削用硬磨料和化学机械磨削用软磨料的研究现状,包括泡沫化金刚石、金刚石团聚磨料、表面微刃金刚石的制备方法及磨削性能,同时归纳总结了软磨料砂轮的化学机械磨削机理及材料去除模型。在结合剂研究方面,综述了金属、树脂和陶瓷3 种结合剂的优缺点,以及在晶圆减薄砂轮上的应用,重点综述了目前在改善陶瓷结合剂的本征力学强度及与金刚石之间的界面润湿性方面的研究进展。在晶圆减薄超细粒度金刚石砂轮制备方面,由于微纳金刚石的表面能较大,采用传统工艺制备砂轮会导致磨料发生团聚,影响加工质量。在此基础上,总结论述了溶胶-凝胶法、高分子网络凝胶法、电泳沉积法、凝胶注模法、结构化砂轮等新型工艺方法在超细粒度砂轮制备方面的应用研究,同时还综述了目前不同的晶圆减薄工艺及超精密减薄设备的研究进展,并指出未来半导体加工工具及装备的发展方向。

梯度纳米结构金属材料制备及力学性能研究现状

摘要: 近年来,在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点,相较于单一结构材料,多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调,进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果,简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械处理、累积叠轧+退火、激光冲击喷丸和物理或化学沉积等技术。根据微观组织特征定义了梯度纳米晶结构、梯度纳米孪晶结构、梯度纳米层片结构和梯度晶粒尺寸和孪晶厚度结构4种基本结构类型,总结了梯度纳米结构金属材料的强-塑协同效应、抗疲劳性能和耐磨性能等主要力学性能,讨论了其未来发展所面临的挑战。

金属材料表面自纳米化技术研究进展

摘要: 金属材料表层的组织结构决定了其使用性能和寿命。通过不同的方式将应变能引入金属表面,使材料表层组织纳米化,晶粒尺寸呈现自表面至基体层逐渐增大的梯度分布,并获得优异的强度- 塑性匹配,从而提高材料的疲劳强度和耐腐蚀性能等。对表面自纳米化技术进行分类,分别介绍了各类表面自纳米化机理,表面自纳米化的特征,并简要列举影响表面自纳米化的因素,重点对表面机械处理纳米化中的表面机械研磨法、机械碾磨法、超声冲击法、超音速微粒轰击法、激光冲击强化法和高能喷丸等技术进行了对比分析,总结了表面自纳米化技术的发展趋势。