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脉冲微孔喷射法的应用研究进展
1
作者 董伟 刘苏磊 +1 位作者 王旭东 许富民 《材料导报》 北大核心 2025年第3期167-175,共9页
脉冲微孔喷射法能够制备尺寸均一且热历史一致的单分散球形液滴及凝固粒子,在凝固理论研究、微电子封装、金属三维打印及粉末冶金等领域具有明显的优势。本文从脉冲微孔喷射法(POEM)的实验原理、装置以及模拟计算成果出发,综述了基于POE... 脉冲微孔喷射法能够制备尺寸均一且热历史一致的单分散球形液滴及凝固粒子,在凝固理论研究、微电子封装、金属三维打印及粉末冶金等领域具有明显的优势。本文从脉冲微孔喷射法(POEM)的实验原理、装置以及模拟计算成果出发,综述了基于POEM所制备的未达到冷却凝固状态的微液滴在凸点沉积、3D打印、逐液滴雾化等方面的应用,以及基于POEM所制备的达到冷却凝固状态的微粒子在电子封装、核壳结构、金属玻璃等方面的应用,并进一步对现阶段脉冲微孔喷射法应用存在的问题以及发展前景进行了说明和展望。本综述可为单分散球形微滴及凝固微粒子相关领域以及凝固研究理论提供进一步的参考。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 液滴 单分散粒子 无容器凝固 模拟计算
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基于脉冲微孔喷射法的微滴按需调控及直接沉积凸点研究
2
作者 董伟 贾赞儒 +2 位作者 许富民 王旭东 赵阳 《材料工程》 北大核心 2025年第4期178-186,共9页
微滴喷射的稳定性和微滴尺寸的按需制备是实现芯片封装中凸点直接制备的重要前提。采用脉冲微孔喷射法(POEM)进行SAC305商用无铅焊料的喷射实验,探究了微滴喷射过程中,脉冲波形、传动杆与微孔的距离和微孔直径等工艺参数相互作用对喷射... 微滴喷射的稳定性和微滴尺寸的按需制备是实现芯片封装中凸点直接制备的重要前提。采用脉冲微孔喷射法(POEM)进行SAC305商用无铅焊料的喷射实验,探究了微滴喷射过程中,脉冲波形、传动杆与微孔的距离和微孔直径等工艺参数相互作用对喷射稳定性和粒子尺寸的影响,对制得焊球的表面及组织形貌、成分和相组成进行了分析。结果表明,通过协同关键工艺参数能够实现微滴的稳定喷射及尺寸的按需调控,目标粒径与实际尺寸偏差在4%以内,能够满足凸点制备稳定按需的前提条件。微滴凝固过程中的温度变化结果表明,氩气氛围中的冷速远低于氦气氛围,因此组织更粗大。结合上述结果,直接在纯铜板上制备凸点,形成了冶金层,表明了该技术的可行性,为凸点的直接制备提供了一种新途径。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 SAC305 BGA焊球 凸点制备
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单分散Al-4.5wt%Cu合金粒子的制备与凝固过程模拟 被引量：1
3
作者 董伟 慈恒坚 +3 位作者 王旭东 许富民 王晓明 赵阳 《热加工工艺》 北大核心 2024年第1期148-154,共7页
使用脉冲微孔喷射法制备了粒径可控的单分散Al-4.5wt%Cu液滴,对液滴凝固成的粒子进行分析表征。结果表明:该粒子具有粒径均一、高球形度、热履历一致的优点。随着粒径的增长,粒子的内部微观结构由胞状晶变为树枝晶。建立了粒子凝固过程... 使用脉冲微孔喷射法制备了粒径可控的单分散Al-4.5wt%Cu液滴,对液滴凝固成的粒子进行分析表征。结果表明:该粒子具有粒径均一、高球形度、热履历一致的优点。随着粒径的增长,粒子的内部微观结构由胞状晶变为树枝晶。建立了粒子凝固过程的传热数值计算模型,分析了粒子下落中温度、温度梯度变化及冷却速率与粒子微观组织形貌的关系。在本实验条件下,310.0μm粒子内部凝固组织为胞状晶,冷却速率为771.71 K/s;485.1μm粒子内部凝固组织为树枝晶,冷却速率为382.40 K/s。 展开更多
关键词 单分散粒子 快速凝固 冷却速率 脉冲微孔喷射法
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球形铁基金属玻璃单分散粒子的制备及评价 被引量：10
4
作者 李颖 董伟 +2 位作者 三浦彩子 谭毅 川崎亮 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期849-854,共6页
利用脉冲小孔法在He气氛下制备出了球形粒径可控的[（Fe0.5Co0.5）0.75B0.2Si0.05]96Nb4金属玻璃单分散微粒子,这些粒子具有粒径均匀和圆球度高等优良特点.通过XRD、DSC以及TEM对所获得的粒子进行了检测分析,结果表明随着粒径尺寸的减小... 利用脉冲小孔法在He气氛下制备出了球形粒径可控的[（Fe0.5Co0.5）0.75B0.2Si0.05]96Nb4金属玻璃单分散微粒子,这些粒子具有粒径均匀和圆球度高等优良特点.通过XRD、DSC以及TEM对所获得的粒子进行了检测分析,结果表明随着粒径尺寸的减小,微粒子的微观结构从混合相逐渐向全金属玻璃相转变,制备的粒子均为全玻璃相,临界尺寸小于645μm.通过冷却速率的计算,得到全玻璃相微粒子的临界冷却速率为800~1100 K/s,该速度与环境气氛的改变无关,并且该计算值低于同成分的大块金属玻璃合金TTT曲线的测量值. 展开更多
关键词 金属玻璃 微观结构 脉冲小孔喷射法 临界冷却速率
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基于脉冲微孔喷射的液滴沉积成型 被引量：6
5
作者 董伟 魏宇婷 +3 位作者 康世薇 盖如坤 许富民 鲁栋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1-7,共7页
基于脉冲微孔喷射法(POEM)开发均匀液滴喷射成型设备,可实现均匀微熔滴的逐滴三维沉积,并通过一系列实验研究一维柱沉积时微熔滴沉积位置的准确性以及一维线沉积时平台运动速率对微熔滴结合的影响。结果表明:微熔滴的沉积具有可重复性... 基于脉冲微孔喷射法(POEM)开发均匀液滴喷射成型设备,可实现均匀微熔滴的逐滴三维沉积,并通过一系列实验研究一维柱沉积时微熔滴沉积位置的准确性以及一维线沉积时平台运动速率对微熔滴结合的影响。结果表明:微熔滴的沉积具有可重复性并且沉积位置准确;当平台运动速率为600μm/s时,微熔滴间的结合良好,表面光滑无明显缺陷。最后进行简单立体薄壁制件的沉积,制件结构稳定,熔滴排布均匀,因此该方法可实现金属均匀微滴的沉积成型。 展开更多
关键词 快速成型 脉冲微孔喷射法 沉积成型 金属微熔滴
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单分散铁基Fe_(60)Ni_(7.5)Mo_(7.5)P_(10)C_(10)B_5金属玻璃球形粒子的制备及评价 被引量：6
6
作者 董伟 李文畅 +2 位作者 许富民 韩阳 张伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期30-36,共7页
铁基金属玻璃粒子因其特有的性能在微成型领域有着良好的应用前景,本研究利用脉冲微孔喷射法制备粒径可控的单分散Fe_(60)Ni_(7.5)Mo_(7.5)P_(10)C_(10)B_5金属玻璃粒子。通过OM,SEM,XRD及DSC等手段对得到的粒子进行检测。结果表明:该... 铁基金属玻璃粒子因其特有的性能在微成型领域有着良好的应用前景,本研究利用脉冲微孔喷射法制备粒径可控的单分散Fe_(60)Ni_(7.5)Mo_(7.5)P_(10)C_(10)B_5金属玻璃粒子。通过OM,SEM,XRD及DSC等手段对得到的粒子进行检测。结果表明:该方法制备的金属玻璃粒子具有粒径均一、球形度高、热历史一致的优点。随着粒径的增加,粒子的微观结构从完全非晶相向晶体相转变。在本实验条件下,Ar气氛下制备得到完全非晶相的粒子粒径应小于285μm,而在He气氛得到的最大粒径为383μm粒子也依旧保持完全非晶相。通过理论模型对冷却速率进行计算,得到其临界冷却速率应大于1300K/s。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 铁基金属玻璃 单分散粒子 冷却速率
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脉冲微孔喷射法单分散球形微粒子的制备及其应用 被引量：6
7
作者 董伟 李文畅 +3 位作者 康世薇 许富民 韩阳 白兆丰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期142-151,共10页
介绍了用于制备单分散高精度球形微粒子的脉冲微孔喷射技术,说明了该技术的工作原理,根据所能制备材料的熔点不同,分为低熔点压片式喷射设备和高熔点传动杆式喷射设备。脉冲微孔法制备出的粒子具有单分散,粒径均一可控,圆球度高,热历史... 介绍了用于制备单分散高精度球形微粒子的脉冲微孔喷射技术,说明了该技术的工作原理,根据所能制备材料的熔点不同,分为低熔点压片式喷射设备和高熔点传动杆式喷射设备。脉冲微孔法制备出的粒子具有单分散,粒径均一可控,圆球度高,热历史一致的优点,通过介绍该方法制备的粒子在电子封装、生物工程、微成型、金属熔滴的快速凝固分析、增材制造等领域的应用,说明了该技术蕴涵的巨大潜力。可以预见,随着研究的深入,该技术因其独有的特点将具有更广阔的发展。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射法 单分散粒子 球形 粒径可控
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脉冲微孔喷射技术及其在增材制造方面的应用 被引量：5
8
作者 董伟 康世薇 +2 位作者 魏宇婷 许富民 李鹏廷 《航空制造技术》 2016年第12期16-22,共7页
介绍了用于制造单分散球形微米级粒子的脉冲微孔喷射技术。根据微滴制备原理,可将其分为适用于低熔点材料的压片式喷射装置及适用于高熔点材料的传动杆式喷射装置,分别阐述了两种方式的脉冲微孔喷射技术的喷射原理、相关特点以及该技术... 介绍了用于制造单分散球形微米级粒子的脉冲微孔喷射技术。根据微滴制备原理,可将其分为适用于低熔点材料的压片式喷射装置及适用于高熔点材料的传动杆式喷射装置,分别阐述了两种方式的脉冲微孔喷射技术的喷射原理、相关特点以及该技术的发展和研究现状。目前,采用脉冲微孔喷射技术已成功制备出金属、半导体及生体材料单分散微粒子,具有粒径均一、圆球度高等优势。通过与其他微米级粒子制备技术,如均匀液滴喷射法、气动式按需喷射法及雾化法相比较,在诸多方面显示出脉冲微孔喷射法的独特优点。与此同时,分别讨论了脉冲微孔喷射技术在增材制造方面的潜在应用,可直接使用微米级粒子作为增材制造用粉体以及液滴沉积成型。鉴于脉冲微孔喷射技术的独特性,可以预见随着研究的不断深入,脉冲微孔喷射技术将在增材制造方面具有更加广阔的发展空间和应用前景。 展开更多
关键词 脉冲微孔喷射技术 单分散 球形微粒子 增材制造 沉积成型
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均一微米级液滴和粒子的制备及研究现状 被引量：1
9
作者 付一凡 董伟 +1 位作者 李颖 谭毅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期7-11,25,共6页
从原理、特点、存在的问题等方面分别介绍了几种制备微米级液滴和粒子的方法,如雾化法、切丝或打孔重熔法、乳化法、均一液滴成型法、脉冲小孔喷射法。其中脉冲小孔喷射法制备出的微米级液滴和粒子粒径均一可控,圆球度高,热履历一致,具... 从原理、特点、存在的问题等方面分别介绍了几种制备微米级液滴和粒子的方法,如雾化法、切丝或打孔重熔法、乳化法、均一液滴成型法、脉冲小孔喷射法。其中脉冲小孔喷射法制备出的微米级液滴和粒子粒径均一可控,圆球度高,热履历一致,具有良好的发展潜力。此外,介绍了微米级液滴和粒子的应用领域及研究现状。 展开更多
关键词 均一微米级液滴及粒子 脉冲小孔喷射法 均一液滴成型法
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脉冲微孔喷射法制备单分散Al-70%Sn核壳结构粒子及其相分离行为 被引量：2
10
作者 许富民 李安平 +2 位作者 董伟 王晓明 赵阳 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期159-166,共8页
采用脉冲微孔喷射法(POEM)成功地制备出粒径分布范围小、圆球度高、外观形貌一致的Al-70%Sn(质量分数)核壳结构粒子。探究了粒径大小、过热度及气体氛围对粒子内部形貌的影响,结合电子探针、能谱分析及冷却速率模拟计算,探讨富Al相为核... 采用脉冲微孔喷射法(POEM)成功地制备出粒径分布范围小、圆球度高、外观形貌一致的Al-70%Sn(质量分数)核壳结构粒子。探究了粒径大小、过热度及气体氛围对粒子内部形貌的影响,结合电子探针、能谱分析及冷却速率模拟计算,探讨富Al相为核心和富Sn相为壳层的核壳结构形成机理。结果表明,随着粒径的增大,粒子由非核壳结构向液珠朝核心聚集型、规则核壳型及核心偏离圆心型的核壳结构转变。采用切面修正方法计算了规则核壳结构粒子核的真实体积分数,发现核的真实体积分数随着液相分离过冷度的增大而增大。该方法可用来估算规则核壳结构粒子发生液相分离时过冷度的大小。 展开更多
关键词 Al-Sn合金 脉冲微孔喷射法 核壳结构 单分散粒子 过冷度
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