微通道液液两相弹状流传热的研究进展

摘要:高热流密度散热是当前微电子器件高效稳定运行的关键问题,微通道液液两相流动传热技术是一种有效的解决方案。综述了微通道液液两相流型的分类,其中弹状流相比于其他流型,具有显著的强化传热传质性能,是微通道液液两相流动中的重要流态。对微通道液液两相弹状流传热的研究进展进行了整理与分析,提出了当前研究中存在的科学问题: 现有研究大多依赖于数值模拟方法,相关的实验研究相对较少; 现有的数值计算模型通常简化了实际物理问题,且大多数未与实验数据进行对比验证; 多数数值模型采用宏观数值计算方法捕捉两相界面,其对流场、温度场及界面传热传质的计算准确性仍需进一步验证; 实验研究多集中于小通道,主要测定宏观尺度的全局数据,而对微观尺度下的局部和瞬时数据的研究较为缺乏。展望了微通道液液两相弹状流传热的未来研究方向。

电子级磷酸的结晶精制技术发展现状与研究进展

摘要:电子级磷酸作为电子工业常用的一种超高纯试剂,广泛应用于大屏幕液晶显示器和超大规模集成电路等微电子工业中的湿法蚀刻和清洗。随着电子元器件加工精度的迭代更新,对电子级磷酸中杂质含量与微粒的要求也在日益提高。综述了电子级磷酸深度净化的常用方法,重点阐述了结晶精制技术在电子级磷酸深度净化中的优势和应用进展,总结了结晶法在磷酸深度净化过程中的杂质包藏与迁移机制,并概述了结晶纯化的过程强化手段。最后,对电子级磷酸结晶精制技术的发展作出了前景展望。

电化学双电层电容器失效机理的研究进展

摘要: 电化学双电层电容器(electrochemical double layer capacitors,EDLC)因其高功率密度,长循环寿命和快速充放电能力而备受关注。然而,EDLC的稳定性和可靠性对于实际应用具有决定性的影响。为提升稳定性和延长寿命,深入了解性能衰减与失效机理至关重要。探讨了EDLC的失效标准以及性能衰减的监测和原位电化学表征方法。通过综述EDLC失效研究的新进展,聚焦于电极材料、电解液、电极-电解液界面及集流体等核心组件,旨在揭示不同体系中的失效现象和机理。最后,展望了高稳定性EDLC的发展方向和挑战,强调新材料开发与表征方法改进,为性能优化和应用拓展提供策略。

X射线诱导光致变色材料的机理与应用

摘要:X 射线诱导光致变色材料(X-ray Induced Photochromic Materials, XP 材料)因具有辐射剂量依赖的变色性质,在国防安全、核能开发利用、工业探伤和医学成像等领域具有广泛的应用前景。近年来, 国内外科学家已发展了多种XP 材料, 深入探讨了其辐射变色机制, 并开展了特异性应用研究, 亟需综合论述其变色机理和应用领域。本文综述了X 射线辐射变色性质的材料体系, 并归纳其化学组成和变色特点, 对比了各种类型XP 材料的优缺点, 讨论了X 射线诱导光致变色的机理, 如色心形成和氧化还原反应等过程。最后, 介绍了XP 材料在X 射线探测器以及医学和工业中的潜在应用, 并展望了其未来的发展方向。本文对发展性质更优异、场景适用性更灵活的XP 材料后续研究具有重要意义, 可促进XP 材料的商业化应用进程。

CVD金刚石膜应力的产生、抑制、应用及测量

摘要: 金刚石具有优异的性能, 在光学、电子器件热管理及宽禁带半导体领域有着广阔的应用前景, 被誉为终代半导体。作为光学窗口, 需要大尺寸、厚度2 mm 以上的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)金刚石自支撑厚膜; 在半导体散热中, 则需要4英寸(1英寸=2.54cm)以上、100μm厚的金刚石自支撑膜与GaN 等半导体材料进行键合。但由于技术限制, 大面积CVD金刚石膜的合成及应用依旧存在较大困难。一方面, 沉积过程中应力会导致金刚石膜发生破裂; 另一方面, 残余应力会导致金刚石膜发生翘曲, 键合质量变差。因此, 控制金刚石膜的应力成为目前金刚石膜规模化、大范围应用的一个关键问题。本文综述了CVD金刚石应力的分类、来源以及影响应力的各种因素, 详细介绍了抑制金刚石膜应力的措施。同时, 总结了通过人为施加应力来改善金刚石性能的研究, 包括应力改变金刚石带隙、应力提高金刚石热导率等。最后, 给出了评价金刚石应力大小的方法及理论计算公式, 并分析了未来金刚石膜应力研究的趋势。

高功率大面积AI芯片液冷技术进展

摘要:随着人工智能(artificial intelligence,AI)技术的升级迭代,巨大的算力需求推动了AI芯片的发展,特别是近年来开发的芯粒(Chiplet)技术,为人工智能提供了高计算性能、高良品率、低成本的先进芯片封装集成方案,为AI发展提供了坚实的硬件支撑。Chiplet型芯片具有大面积、高发热功率的特征,其3D的芯片堆叠设计带来了热流分布不均匀、多层芯片导热路径长、填充热界面材料较厚等散热难题,成为了芯片性能提升的关键瓶颈,Chiplet型芯片的高效热管理成了人工智能发展的关键挑战。本文综述了芯片热管理的先进液冷技术进展,包括单相与两相液冷方案,基于冷却架构分为冷板式液冷、近结区液冷与浸没式液冷,并针对2. 5D、3D Chiplet型芯片中的散热问题与冷却方案进行了总结,为高功率大面积AI芯片的液冷方案的应用与发展提供参考。

钨青铜纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

摘要:电致变色是指在外加电场作用下,材料发生可逆光学性质变化的一种现象,基于该技术的电致变色器件在智能窗、节能显示等领域具有广阔的应用前景,可助力我国“双碳”战略目标的实现。钨青铜纳米材料因其原料丰富、开放的框架结构、丰富的离子传输路径和晶体结构,是一种极具潜力的电致变色材料。基于该材料制备的电致变色器件具有对比度高、光谱调制范围广、响应时间快和循环稳定性优异等特点,在智能窗和建筑节能领域展现了巨大的潜力。本论文综述了钨青铜纳米材料的结构特点和制备合成工艺,总结了近年来钨青铜纳米材料在电致变色领域的国内外研究进展,并对其未来发展方向和应用前景进行了展望。

氧化钨多彩电致变色研究进展

摘要:电致变色材料是一类在外加电场作用下可逆改变光学属性的智能材料,广泛应用于智能调光玻璃、显示器、储能器件等领域。氧化钨作为电致变色材料的典型代表,因其具有高光学调制率、良好的循环稳定性等优点而备受关注,但传统氧化钨电致变色器件色彩调制单一,难以满足多彩显示和美学需求。近年来,基于结构色的多彩电致变色研究取得重要进展,为氧化钨色彩调控提供了新思路。本文梳理了基于颜色混合与光学谐振腔策略的氧化钨多彩电致变色材料与器件的研究进展,重点分析其色彩调控机制与性能优化方法。通过构建谐振腔结构,氧化钨电致变色电极实现了丰富色彩的动态调制,展现出在显示、智能伪装与可视化储能等领域的应用潜力。最后,本文总结了当前技术挑战并展望了未来发展方向,旨在为相关研究提供理论支持与技术参考。

单组分双波段电致变色材料及器件的研究进展

摘要:双波段电致变色器件可以选择性调控可见光和近红外波段透过率,在最大限度利用自然光照的同时有效阻隔太阳辐射热,从而显著降低建筑在照明和空调系统的能耗。相较于传统复合型电致变色材料,单组分双波段电致变色材料因其制备工艺简单和优异的电致变色性能,使其在建筑节能窗和汽车天幕领域展现出巨大的应用前景,也成为了电致变色领域的研究热点。最近开发了各种具有高电致变色性能的单组分双波段电致变色材料,为双波段电致变色应用的发展做出了重大贡献。本文系统地介绍和讨论了单组分双波段电致变色材料及器件的最新研究进展,并对该领域当前面临的关键科学问题与主要技术挑战进行了深入分析,最后对未来发展方向提出了建设性展望。

聚酰亚胺带隙宽度调控策略及介电应用研究进展

摘要:聚酰亚胺(PI)作为一类主链含有π共轭酰亚胺环的高性能聚合物材料,其带隙大小是直接影响材料热稳定性、光电性能、介电性能等性能的关键因素之一,而常规PI分子结构中供电性二胺基元与吸电性二酐基元决定其带隙值处于3.0 eV附近,并直接影响其在高温储能、高频通讯、电绝缘等领域中的表现。由于PI优异的结构可设计性,PI的带隙可通过调控单体组合/链段结构/空间结构来调节,进而可以对PI的上述性能进行优化。本文根据近年来报道的PI带隙调控的主要研究进展,分别从聚合物结构和调整聚合工艺的角度阐述了PI带隙调控的主要策略,并以其在介电储能领域的应用为例,讨论了PI带隙调控中所面临的难点问题。最后,根据PI带隙调控的研究现状探讨了其未来的发展方向。