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基于Au/Ni-W多层薄膜修饰铜基微纳分级结构固相瞬态焊接方法
1
作者 肖金 田学锋 +2 位作者 冯晓杰 刘志明 徐创 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期260-267,共8页
目的以特殊形貌的铜基微纳结构为基板,在其上依次镀覆Ni-W合金层和Au纳米层,在超声能量和室温条件下,实现瞬时与锡基焊料的焊接,解决无铅焊料由于高熔点对薄芯片和热敏器件造成的热冲击和热损伤问题,保证器件安全性和性能可靠性。方法... 目的以特殊形貌的铜基微纳结构为基板,在其上依次镀覆Ni-W合金层和Au纳米层,在超声能量和室温条件下,实现瞬时与锡基焊料的焊接,解决无铅焊料由于高熔点对薄芯片和热敏器件造成的热冲击和热损伤问题,保证器件安全性和性能可靠性。方法采用电化学方法沉积出特殊形貌铜基微纳分级结构,在其上化学镀覆层厚为180 nm的Ni-W合金层和50 nm的Au层。将获得的Au/Ni-W多层薄膜修饰的铜基结构与商用焊料(SAC305)在焊接压力98 N(20 MPa)、焊接时间3 s、超声振动3 s条件下实现固相瞬态焊接。将不同表面修饰层的铜基微纳分级结构与焊球进行破坏剪切测试。将焊接后的样品在180℃下分别进行10、30、60 min的时效处理。结果铜基微米级突起结构高度为2~4μm,底端尺寸为800~1200 nm,具有优良的凸起结构密度和长径比。Au/Ni-W修饰后的铜基微纳分级结构与SAC305焊球所形成的焊接界面嵌入效果好,没有任何孔洞存在,焊接界面平均剪切强度为43.06 MPa。结论铜基微纳分级结构插入焊球内部形成镶嵌,产生机械互锁,而Au/Ni-W合金修饰层能有效提高铜基微纳分级结构表面硬度,与锡焊料形成较大的硬度差,在插入式焊接中减少了孔洞的形成,焊接效果优良。Ni-W合金层的存在延缓了Cu-Sn之间的互扩散,阻挡了Cu-Sn金属间化合物的生长,减少了因界面失效而产生的可靠性问题。 展开更多
关键词 微纳分级结构 薄膜 焊接 扩散
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微纳分级结构碳酸钙中空微球的可控制备 被引量：13
2
作者 邹俭鹏 杨洪志 +1 位作者 肖平 潘一峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期711-718,共8页
以Ca Cl2和Na2CO3为反应原料,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和十二烷基磺酸钠（SDSN）为模板剂,在50℃采用化学沉淀反应,干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的Ca CO3中空微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手... 以Ca Cl2和Na2CO3为反应原料,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和十二烷基磺酸钠（SDSN）为模板剂,在50℃采用化学沉淀反应,干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的Ca CO3中空微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手段对所制备的样品形貌、结构进行了表征,结果显示：所制备的微纳分级结构Ca CO3中空微球直径为4~6μm,壳壁由直径约60 nm的Ca CO3颗粒组成,壳层厚度约为200 nm,Ca CO3中空微球晶相组成为方解石和球霰石的共混体。同时,在反应温度为50℃、PVP添加量为0.4 g,SDSN浓度为0.1 mol/L的条件下,所制备的微纳分级结构Ca CO3中空微球分散性好,且形貌比较完整。 展开更多
关键词 微纳分级结构 碳酸钙中空微球 作用机理 模板法
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Sb_2S_3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能 被引量：4
3
作者 郝彦忠 郭志敏 +3 位作者 孙宝 裴娟 王尚鑫 李英品 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2109-2116,共8页
采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb2S3纳米粒子制备出了Sb2S3/... 采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb2S3纳米粒子制备出了Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明,Sb2S3/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构.在Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb2S3/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中,P3HT/Sb2S3/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%. 展开更多
关键词 Sb2S3纳米粒子 ZnO纳米片 ZnO纳米片上生长纳米棒微纳分级结构 壳核式结构 杂化太阳电池
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Sb_2S_3纳米粒子敏化ZnO微纳分级结构的光电化学性能 被引量：2
4
作者 郭志敏 郝彦忠 +2 位作者 裴娟 孙宝 李英品 《河北科技大学学报》 CAS 2016年第1期26-32,共7页
采用电化学沉积方法,选择聚乙二醇(PEG-400)和乙二胺(EDA)为添加剂,直接在ITO导电玻璃上制备了有序阵列的ZnO纳米棒,以及ZnO纳米棒上生长纳米棒微纳分级结构。采用化学浴沉积法均匀沉积Sb2S3纳米粒子,制备了Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构和Sb... 采用电化学沉积方法,选择聚乙二醇(PEG-400)和乙二胺(EDA)为添加剂,直接在ITO导电玻璃上制备了有序阵列的ZnO纳米棒,以及ZnO纳米棒上生长纳米棒微纳分级结构。采用化学浴沉积法均匀沉积Sb2S3纳米粒子,制备了Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构和Sb2S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、瞬态光电流等分析手段对其形貌、结构和光电化学性能进行了表征和测试。研究表明,Sb2S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构阵列膜的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构阵列。 展开更多
关键词 光电化学 Sb2S3纳米粒子 ZNO纳米棒 微纳分级结构 壳核结构
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微纳分级结构超疏水金属表面的电沉积构筑及性能 被引量：6
5
作者 于会珠 崔偎偎 +2 位作者 白子龙 徐银杏 李瑞乾 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期181-187,共7页
表面粗糙度和表面自由能是影响材料超疏水特性的两个主要因素。为了获得同时具有微纳分级结构和低表面能的超疏水金属镀层,在低共熔溶剂中采用先构筑微米尺度结构,再构筑低表面能纳米尺度结构的两步电沉积策略。利用SEM、EDS和FTIR观察... 表面粗糙度和表面自由能是影响材料超疏水特性的两个主要因素。为了获得同时具有微纳分级结构和低表面能的超疏水金属镀层,在低共熔溶剂中采用先构筑微米尺度结构,再构筑低表面能纳米尺度结构的两步电沉积策略。利用SEM、EDS和FTIR观察不同沉积时间(t=0、0.5、1和2 min)下沉积样品(分别命名为Zn、Zn/Zn myristate-0.5、Zn/Zn myristate-1和Zn/Zn myristate-2)的表面形貌和成分。利用接触角测量仪和电化学工作站分析样品的超疏水性、耐腐蚀性、自清洁性及化学稳定性。结果表明,Zn/Zn myristate镀层表面呈现由微米尺度的纯锌多面体和纳米尺度的十四酸锌薄片构筑而成的微纳分级结构;随着沉积时间增加,十四酸锌纳米薄片逐渐长大、交联并形成网状结构。得益于其特殊的表面微纳结构和表面组成,Zn/Zn myristate-2镀层表现出优异的超疏水(CA=156.7±1.5°、SA=2.5±0.3°)、耐腐蚀和自清洁特性。稳定性测试表明,Zn/Zn myristate-2镀层在空气(12周)和3.5 wt.%的Na Cl溶液(6 d)中表现出优异的超疏水稳定性。 展开更多
关键词 电沉积 微纳分级结构 超疏水 自清洁 稳定性
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热障涂层微-纳分级微观结构制备及其抗CMAS润湿性能 被引量：1
6
作者 方焕杰 王卫泽 俞泽新 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期598-605,共8页
通过悬浮液等离子喷涂技术(SPS)在常规大气等离子(APS)热障涂层表面构建了具有微-纳双尺度的表面微观结构,比较了高温下熔融CMAS(Calcium-Magnesium-Alumina-Silicate)在两种涂层表面上的润湿行为差异,从实验和理论角度分析了表面微观... 通过悬浮液等离子喷涂技术(SPS)在常规大气等离子(APS)热障涂层表面构建了具有微-纳双尺度的表面微观结构,比较了高温下熔融CMAS(Calcium-Magnesium-Alumina-Silicate)在两种涂层表面上的润湿行为差异,从实验和理论角度分析了表面微观结构差异对涂层抗CMAS润湿性能的影响。研究结果显示,得益于涂层表面微-纳分级微观结构,SPS涂层的抗CMAS润湿性能较常规APS涂层的抗CMAS润湿性能得到了显著提升。在1300℃下热处理5 min后,熔滴在SPS涂层上的润湿角为115.1°,而熔融CMAS在常规APS涂层的润湿角为52.1°;热处理10 min后,熔融CMAS在SPS涂层上的润湿角为68.2°,是常规APS涂层上润湿角的3.2倍。此外,SPS涂层疏松多孔的微观结构特征有利于空气的储存,在熔体润湿涂层表面过程中可起到支撑液滴的作用。 展开更多
关键词 热障涂层 CMAS腐蚀 抗润湿性能 悬浮液等离子喷涂 微-纳分级微观结构
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黏度调控合成MgO微球及对Cd^2+吸附性能研究 被引量：1
7
作者 张勇 廖敏和 +3 位作者 金震 罗涛 张一新 胡群林 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期44-49,共6页
通过调控反应体系中溶液的黏度制备了分散性好的具有微纳分级结构的MgO微球。对其进行了结构以及形貌的表征和分析,研究了反应溶液黏度对Mg O微球结构以及形貌的影响,考察了其对水中Cd2+的吸附机理。结果表明,该微球是由MgO多孔纳米片... 通过调控反应体系中溶液的黏度制备了分散性好的具有微纳分级结构的MgO微球。对其进行了结构以及形貌的表征和分析,研究了反应溶液黏度对Mg O微球结构以及形貌的影响,考察了其对水中Cd2+的吸附机理。结果表明,该微球是由MgO多孔纳米片聚集组成,且尺寸均一。该Mg O微球对水溶液中的Cd2+具有很好的吸附效果,较好地符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,说明对Cd2+的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。其对Cd2+的饱和吸附量可到1.543 g/g,在众多镉吸附材料中处于前列。水中Cd2+会与MgO微球表面羟基中的H+发生交换,从而通过羟基中的O吸附在MgO微球表面。 展开更多
关键词 氧化镁 微纳分级结构 黏度调控 镉 吸附
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低共熔溶剂中超疏水结构的一步电沉积制备及性能研究
8
作者 李梦情 崔偎偎 +3 位作者 白子龙 徐银杏 于会珠 李瑞乾 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期331-339,共9页
目的实现电沉积镀层表面微纳分级结构的简单构筑,赋予其优异的超疏水特性。方法以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为溶剂,加入一定比例的氯化镍和硬脂酸溶解后得到电解液,通过调节电沉积时间得到一系列不同形貌的硬脂酸镍镀层。利用SEM、FTIR和... 目的实现电沉积镀层表面微纳分级结构的简单构筑,赋予其优异的超疏水特性。方法以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为溶剂,加入一定比例的氯化镍和硬脂酸溶解后得到电解液,通过调节电沉积时间得到一系列不同形貌的硬脂酸镍镀层。利用SEM、FTIR和XPS等表征技术研究了沉积时间对所制备镀层形貌和组成的影响,利用接触角测量仪探究了不同形貌硬脂酸镍的超疏水性和化学稳定性,利用电化学工作站考察了超疏水镀层的耐腐蚀性。结果在低共熔溶剂中通过一步电沉积法得到不同形貌结构的硬脂酸镍镀层,其表面形貌与沉积时间密切相关。沉积初期呈现纳米片状结构,随着沉积进行,硬脂酸镍纳米片逐渐堆积、交叉,最终形成花状微纳分级结构。得益于其独特的微纳分级结构和自身低表面能特性,花状硬脂酸镍镀层不仅具有优异的超疏水性(θWCA=(157.3±1.9)°,θSA=(3.6±1.1)°)和自清洁特性,还对强酸、强碱以及盐溶液表现出优异的化学稳定性。与纳米片状和零散花状的硬脂酸镍相比,花状微纳分级结构的硬脂酸镍的耐腐蚀性(Jcorr=1.75×10^(−6)A/cm^(2))分别提高了20倍和7倍。结论以低共熔溶剂为电解液,通过控制沉积时间可实现镀层表面微纳分级结构的调控与构筑,进而获得性能优异的超疏水镀层。 展开更多
关键词 低共熔溶剂 电沉积 硬脂酸镍 微纳分级结构 超疏水 耐腐蚀 自清洁
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化学刻蚀-阳极氧化复合制备钛合金超疏水表面试验研究 被引量：3
9
作者 马宁 张鑫宇 +2 位作者 孙岩 龙芳宇 孙凯伦 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期197-205,273,共10页
目的提高TC4钛合金超疏水表面的疏水性、耐腐蚀性与力学性能。方法首先选择化学刻蚀法对TC4钛合金进行处理制备出微米级结构,再采用阳极氧化法制备出纳米级结构,最终在试样表面制备出了具有微纳分级结构的超疏水表面。通过观察微观结构... 目的提高TC4钛合金超疏水表面的疏水性、耐腐蚀性与力学性能。方法首先选择化学刻蚀法对TC4钛合金进行处理制备出微米级结构,再采用阳极氧化法制备出纳米级结构,最终在试样表面制备出了具有微纳分级结构的超疏水表面。通过观察微观结构表面、Tafel测试、线性磨损试验、抗冲击性测试以及防冰性能测试,分别对H_(2)O_(2)刻蚀、强酸刻蚀、阳极氧化、H_(2)O_(2)刻蚀-阳极氧化和强酸刻蚀-阳极氧化制备的超疏水表面进行性能对比。结果使用双氧水-碳酸氢钠混合溶液制备出的超疏水表面接触角为156.4°,滚动角为2.7°;硫酸-盐酸混合溶液制备出的超疏水表面接触角为153.1°,滚动角为7.6°;阳极氧化法制备的超疏水表面接触角为156.3°,滚动角为4.2°;双氧水-碳酸氢钠混合溶液刻蚀并阳极氧化处理后,表面接触角为157.6°,使用硫酸-盐酸混合溶液刻蚀并阳极氧化处理后,表面接触角为155.9°,二者滚动角均小于2°。复合方法制备的表面疏水性能优于单一方法制备的超疏水表面。超疏水试样的OCP都高于TC4钛合金,经过强酸刻蚀和阳极氧化处理后的超疏水试样,其OCP正移到0.08 V,J_(corr)降低了1个数量级,Rp增大了1个数量级,耐腐蚀性能明显提高。复合方法制备的超疏水表面在经过多次线性磨损以及经历200 g落沙冲击后,表面接触角仍能保持150°以上,滚动角为10°左右,仍保持了超疏水性能。结论采用复合方法制备的具有微纳分级结构的超疏水表面相较于单一结构的超疏水表面具有更好的疏水性、耐腐蚀性、耐磨损性和抗冲击性。 展开更多
关键词 TC4 化学刻蚀 阳极氧化 超疏水 防冰 微纳分级结构
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