IGBT封装用聚酰亚胺胶的制备及性能表征

摘要:以含醚二胺、含硅氧烷二胺和含酮基二酐作为共聚单体,含羟基的单酐作为封端剂,调控聚酰亚胺胶各项性能之间的平衡关系,研制出一款固化温度低、绝缘等级高、黏附性能优异、与IGBT器件匹配性高且可长期稳定储存的封装用聚酰亚胺胶(简称“PI胶”)。研究结果表明:通过在刚性主链上引入醚键和硅氧烷结构,使得PI的玻璃化转变温度降至238℃;通过引入羟基、酮基等强极性基团、端胺基硅氧烷结构提升PI与基材的黏附性,黏结强度高达13MPa,划格试验结果达到0级;成功解决了普通PI树脂固化温度高、易剥离、易产生气泡等行业难题;且可在-18℃条件下长期稳定储存。

脉冲激光辅助激光增材制造研究进展

摘要:针对辅助脉冲激光作用在固相区的情况,分别论述了非同步式表面、非同步式层间以及同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺特点,分析了增材制造构件组织、成形缺陷以及应力分布的调控机理,并系统对比了非同步式和同步式脉冲激光辅助激光增材制造的调控效果,总结了同步式脉冲激光辅助激光增材制造的工艺优势。针对辅助脉冲激光作用在熔池区的情况,研究了脉冲激光功率密度、频率对熔池热动力学行为的作用机理(Marangoni 对流、超声波搅拌空化、冲击波效应等),进而明晰了辅助脉冲激光冲击熔池对增材制造构件组织、成形缺陷的影响机理。最后,对脉冲激光辅助激光增材制造技术的研究进展进行了总结,并对下一阶段的发展方向进行了展望。

二维材料在分离膜制备方面的应用

摘要:随着材料科学和膜分离领域的不断发展,二维材料在制备新型分离膜方面展现出巨大的潜力。二维材料超薄的厚度有利于降低传质阻力进而提高通量;二维材料面内或层间通道可以人为调控尺寸用于精确的尺寸筛分。当二维材料用于制备分离膜时,这些特点可以使分离膜同时具有较高的传质效率和分离能力。本文介绍了可用于分离膜制备的二维材料及其特性,概述了对应不同类型材料适用的制膜策略与所制备的分离膜在水处理、有机溶剂分离或气体分离等方面展现出的优异性能。最后分析了二维材料基分离膜的成孔机制,总结了当前面临的挑战与研究热点,并展望了未来需要着重关注的研究方向。

二维/三维可调纸基超材料天线

摘要:为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求,结合超材料的结构优势,基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点,分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线实物样机。仿真和测试结果表明,在二维和三维状态下,天线分别工作在2.45 GHz和1.40GHz 频率处,且通过调节内环折叠角度可实现工作频段的调控。此外,分别研究了二维和三维天线的辐射方向图。二维天线的主辐射方向与天线所在平面垂直,而三维天线的主辐射方向受内环折叠角度调控。所设计的纸基超材料天线为实现工作频段可切换的天线设计提供了新思路,在便携式移动终端、多波段通信等领域具有广阔的应用前景。

类石墨涂层的研究进展

摘要: 类石墨(GLC)涂层具有优异的摩擦学性能和较低的内应力,其摩擦系数小、磨损率低,可以作为减少运动部件摩擦磨损、延长使用寿命的保护涂层的候选材料之一,在机械工程、医疗和电子等领域具有广泛的应用潜力。类石墨涂层与类金刚石(DLC)涂层同属于非晶碳涂层,差异在于sp2和sp3键的含量,其制备方法、结构和性能都有明显的不同。类石墨涂层以sp2杂化为主,目前研究者们对其结构和性能及其掺杂和应用进行了大量的研究。本文综述了类石墨涂层的研究成果、分析了掺杂对类石墨涂层性能的影响、列举了不同类石墨涂层的应用范围,旨在为开发更合适的类石墨涂层提供参考,最后对类石墨涂层的研究方向及相关技术的研究发展进行了展望。

激光冲击强化对非晶合金结构及性能影响的研究进展

摘要:块体非晶合金(BMGs)因其高强度、高硬度、高弹性极限、优异的耐磨、耐腐蚀性能等优点而受到材料学家们的广泛关注。然而,室温时BMGs在剪切应力作用下,高度局域化的原子团簇结构进行剪切转变形成剪切带,同时在剪切带内部产生大量自由体积并发生应变软化现象,使得BMGs的变形高度局域化且容易发生脆性断裂。为解决BMGs的室温脆性问题,研究学者们相继提出各种非变形、弹性变形以及塑性变形的方法来实现外部能量输入,进而通过促使BMGs内部形成非均匀结构来提升BMGs的力学性能。作为一种新兴的表面强化技术,激光冲击强化(LSP)通过将光能转换成为机械能并强制材料表面发生塑性变形,在金属材料表面和近表面引入压缩残余应力并诱导形成更细的晶粒,进而显著提升金属材料的力学性能。近年来,研究学者们针对通过LSP技术改善BMGs的力学性能开展了大量研究工作。本文重点总结近10年来LSP处理在优化BMGs结构非均匀性、表面残余应力以及力学性能方面的研究成果,以便研究人员进一步制备综合性能更加优异的BMGs,进而推动其在工业领域的应用。

碳纳米材料电热性能及其防除冰应用研究进展

摘要:电热防除冰以其响应迅速、可控性强、稳定性高等优点,成为飞机机翼最有应用潜力的防除冰技术,目前仅应用于B787 机翼,但其所采用的金属电热元件存在升温速度慢、能量利用率低等问题,导致系统能耗占发电机功率的近1/4,针对电热防除冰系统的能耗优化研究正在兴起。碳纳米材料导电导热性能优异,是理想的电热材料,因此,本文系统阐述了碳纳米材料电热元件的制备方法、电热性能,及其与复合材料集成的电热结构设计和防除冰性能,为研发新一代更适用于复合材料结构的高效节能电热元件,构建飞机机翼新型电热防除冰系统提供参考,并对其制备工艺成本控制、可靠性与耐久性,以及复合材料电热结构力学性能与结构设计优化方面的研究方向进行了展望。

TiB2陶瓷研究进展与应用

摘要:TiB2陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨以及优异的导电性能和高温抗氧化性能,被广泛应用于航空航天、机械制造、金属冶炼、电子信息等领域。TiB2 陶瓷的相对密度低、加工难度大,难以满足高端制造的应用需求,而通过掺杂改性、添加烧结助剂、优化烧结工艺等方式可以促进TiB2陶瓷的致密化,大幅提升其综合力学性能。本文综述了高性能TiB2陶瓷在成分设计、烧结工艺等方面的研究进展,并阐述了其在精密工具、防弹装甲、电解阴极等方面的应用前景。

二维纳米催化剂的研究进展与展望

摘要:文中介绍了长期以来一直被认为是一般催化应用的研究热点的典型二维纳米催化剂,依次讨论它们的分类、结构、合成方法和表征等方面的内容。此外,我们提供了关于基于二维纳米材料的催化应用的讨论,主要集中在环境处理和生物化学技术方面,包括染料降解、有毒物质消除、析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、二氧化碳还原反应(CO2RR)和癌症治疗等。最后,我们描述了二维纳米催化剂的机遇、挑战和发展方向。本综述的目的是激发和引导对这一研究领域的兴趣,以促进未来二维纳米材料在催化领域的创新。

基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究

摘要:提出一种基于加号单元结构阵列的可切换太赫兹超材料器件,通过引入二氧化钒(VO2)材料,可以在不同的太赫兹频段实现交叉极化转换、线-圆极化转换和宽带吸收,具有多功能的特性。当VO2处于绝缘态时,该结构在多个频段内可实现线-圆极化转换和交叉极化转换;当VO2 从绝缘态转变到金属态时,在1.610~4.010 THz 频段内吸收率超过90%,具有宽频带和高效率等优点。此外,还对太赫兹波入射角度和极化角度对器件的极化转换特性和吸收特性的影响进行研究,证明该结构具有极化不敏感和入射角度稳定性高的特点。研究结果表明:所提器件独特的多层堆叠结构不仅展现出卓越的吸收性能,还能够在多种极化状态下快速转换,在太赫兹成像、通信和安全检测等领域有很大的应用潜力。