火箭贮箱结构材料应用及发展现状 被引量：1

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作者 李雨 王建刚 +4 位作者 杨菊鹏 高士康 马领航 许子彦 周利 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期29-42,共14页

火箭贮箱是运载火箭的重要组成部件,但服役环境相对恶劣,在储存液体推进剂的同时还承担着复杂的结构载荷。结构材料是贮箱制造发展的根本,也是航天运载器变革的关键。本文主要介绍国内外运载火箭贮箱结构材料的应用及其发展现状,对铝合... 火箭贮箱是运载火箭的重要组成部件,但服役环境相对恶劣,在储存液体推进剂的同时还承担着复杂的结构载荷。结构材料是贮箱制造发展的根本,也是航天运载器变革的关键。本文主要介绍国内外运载火箭贮箱结构材料的应用及其发展现状,对铝合金、不锈钢、钛合金等金属材料以及复合材料贮箱进行了综述,系统性地总结了贮箱材料的变革历程和应用情况,并对未来贮箱材料的发展方向提出新的见解与展望。 展开更多

关键词 火箭贮箱 铝合金 复合材料 不锈钢 钛合金

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热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

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作者 马一夫 祝平 +3 位作者 张强 裴夤崟 钟素娟 武高辉 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第22期86-95,共10页

碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性,是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题,本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展,分析... 碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性,是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题,本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展,分析界面改性对复合材料界面结合的影响。基于理论计算、模拟计算和试验测试,总结了目前的界面热阻分析方法。最后,从界面热阻测试、界面传热机制分析、界面层设计与控制3个方面对碳/金属复合材料的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 热管理 碳/金属复合材料 热导率 界面改性 界面热导

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功率器件封装纳米浆料材料与低温烧结工艺及机理研究进展

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作者 王一平 于铭涵 +3 位作者 王润泽 佟子睿 冯佳运 田艳红 《电子与封装》 2025年第3期60-77,共18页

随着电力电子器件材料的发展,第三代宽禁带半导体(如SiC和GaN)因其优越的性能而成为功率器件的理想材料。然而,面对大功率和高温应用的挑战,传统的锡基封装材料已经难以满足需求,为此,研究者们开始关注可以低温烧结、高温服役的纳米烧... 随着电力电子器件材料的发展,第三代宽禁带半导体(如SiC和GaN)因其优越的性能而成为功率器件的理想材料。然而,面对大功率和高温应用的挑战,传统的锡基封装材料已经难以满足需求,为此,研究者们开始关注可以低温烧结、高温服役的纳米烧结浆料。这些微米、纳米级的铜、银等浆料可以在远低于金属熔点的温度下烧结成具备高熔点、高导热、高性能的焊点结构。从烧结材料、烧结工艺、烧结机理3个方面讨论了近年来用于功率器件封装的烧结浆料的研究进展,具体包括纳米银、纳米铜、铜银复合和其他纳米级烧结材料,以及它们适配的热压烧结、无压烧结、薄膜烧结等工艺,为烧结浆料的进一步发展提供参考。 展开更多

关键词 纳米浆料 烧结 功率器件 电子封装技术 烧结纳米铜

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3D打印C-PEEK的仿生结构设计和力学行为分析 被引量：1

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作者 邵剑锋 巢昺轩 +4 位作者 马思齐 李权洪 王美荣 宋晓国 何培刚 《航天制造技术》 2024年第5期65-73,共9页

为了分析3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料的力学行为,探索最优工艺参数进行仿生结构设计,研究了碳纤维含量、打印喷头温度、平台温度、切片层厚度、打印速度、填充度、填充直线角度、填充形状、热处理温度及保温时间等多个工... 为了分析3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料的力学行为,探索最优工艺参数进行仿生结构设计,研究了碳纤维含量、打印喷头温度、平台温度、切片层厚度、打印速度、填充度、填充直线角度、填充形状、热处理温度及保温时间等多个工艺参数下,3D打印C-PEEK的力学性能演化规律。结果表明:含10 wt.%碳纤维的C-PEEK拉伸性能最好,并且最佳的3D打印参数为:打印喷头温度440℃、平台温度130℃、切片厚度0.2mm、填充度100%、90°直线填充、打印速度40mm/s、保温腔90℃。此外,根据最佳3D打印参数设计兼具蜂窝多孔和Bouligand旋转夹层的仿生结构,开展抗压强度测试并进行压溃行为分析,发现当层间旋角为30°时对应的蜂窝-Bouligand仿生结构的抗压强度可达24.1 MPa,且具有优异的非灾难性断裂特征。 展开更多

关键词 3D打印 聚醚醚酮复合材料 仿生结构 力学行为 压溃失效

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3D打印C-PEEK复合材料的摩擦磨损性能研究

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作者 徐雯婷 李智勇 +4 位作者 巢昺轩 马思齐 李权洪 王美荣 何培刚 《航天制造技术》 2024年第6期42-48,共7页

为探究不同工况条件下碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料制件的摩擦与磨损性能,通过熔融沉积3D打印进行高精度C-PEEK复合材料制件,采用对置往复摩擦磨损试验机对不同配对副、外加载荷、滑动速度、接触时长和温度条件下的C-PEEK样件进... 为探究不同工况条件下碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料制件的摩擦与磨损性能,通过熔融沉积3D打印进行高精度C-PEEK复合材料制件,采用对置往复摩擦磨损试验机对不同配对副、外加载荷、滑动速度、接触时长和温度条件下的C-PEEK样件进行分析。结果表明,随着接触时长、滑动速度以及外加载荷的增加,C-PEEK材料的磨损量虽然会有所提升,但摩擦系数总体均维持在0.3及以下,具有较好的耐磨性。在滑动速度为15mm/s、载荷为30MPa、试验时长为1h时,随温度的升高,C-PEEK材料磨损量也会增大,但摩擦系数逐渐减小。此外,温度为200℃时GCr15钢球+C-PEEK摩擦副间的摩擦系数可低至0.15,展示了C-PEEK复合材料良好的摩擦磨损性能。 展开更多

关键词 3D打印 聚醚醚酮复合材料 摩擦磨损性能 摩擦系数 磨损量

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TiN纳米颗粒增强Sn焊点的性能与组织研究

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作者 孙磊 何鹏 +3 位作者 张亮 张墅野 王文昊 张潘杰 《材料导报》 北大核心 2025年第10期143-146,共4页

通过接触角测量仪、万能拉伸试验机以及扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了Sn-xTiN(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,质量分数,%)焊点的润湿性、力学性能以及微观组织。结果表明,在Sn钎料中加入TiN纳米颗粒后,钎料的润湿性得到显著提高,焊点的力... 通过接触角测量仪、万能拉伸试验机以及扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了Sn-xTiN(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,质量分数,%)焊点的润湿性、力学性能以及微观组织。结果表明,在Sn钎料中加入TiN纳米颗粒后,钎料的润湿性得到显著提高,焊点的力学性能也得到增强。当TiN纳米颗粒的加入量达到0.2%时,钎料的润湿角由初始的16.5°下降到13.8°,降幅为16.4%,焊点的剪切强度提高24.0%。对于微观组织,随着TiN纳米颗粒的加入,Sn-xTiN/Cu焊点界面金属间化合物(IMC)的厚度由初始的6.5μm下降到5.8μm。继续增加TiN纳米颗粒的加入量,焊点界面IMC厚度则会逐渐上升。 展开更多

关键词 焊点 TiN纳米颗粒 润湿角 微观组织

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细胞外囊泡微流控分选技术研究进展

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作者 曹昌铭 李震 +2 位作者 田艳红 安荣 任天令 《中国生物医学工程学报》 北大核心 2025年第1期89-100,共12页

细胞外囊泡(EVs)是细胞向外部环境释放的膜结构颗粒,广泛存在于血液、尿液和唾液等体液中,包含蛋白质及核酸等多种生物分子,可作为多种疾病的生物标记物,其提取与分析对疾病的快速诊断与治疗至关重要。传统的EVs分选技术,如差速超速离心... 细胞外囊泡(EVs)是细胞向外部环境释放的膜结构颗粒,广泛存在于血液、尿液和唾液等体液中,包含蛋白质及核酸等多种生物分子,可作为多种疾病的生物标记物,其提取与分析对疾病的快速诊断与治疗至关重要。传统的EVs分选技术,如差速超速离心,存在样本需求量大且仪器设备昂贵等局限,而微流控分选技术因其微型化、高回收率和集成化等优势,更适合于医疗机构的实际应用。文中将微流控分选方法分类为无标记被动分选、无标记主动分选、固定基底免疫亲和分选以及游离微珠免疫亲和分选,并综述了各类方法在EVs分离领域的研究进展,概括和比较了各类方法在纯度、回收率、通量以及芯片制备难度等方面的差异和特点,展望了EVs微流控分选技术的发展方向,包括改善分选指标、降低分选成本和减小分离截止尺寸等改进目标。在无标记分选中,声泳具有纯度高、通量高以及可分选纳米EVs的优势,且能单片集成EVs浓度的声学传感模块,更具发展前景;而免疫亲和分选,因使用游离微珠技术,凭借其捕获效率高且芯片可复用的优势,更适用于连续和批量化的分选应用。 展开更多

关键词 细胞外囊泡 微流控分选技术 无标记分选 免疫亲和分选 分离

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银纳米线透明导电薄膜仿真研究现状 被引量：3

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作者 张墅野 邵建航 何鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期118-127,共10页

银纳米线薄膜作为新型柔性透明导电薄膜,具有导电性能好、透光率高、成本低和柔性良好等优点。本文从电学、力学和光学三个方面介绍了银纳米线薄膜的仿真原理、仿真工具及发展现状。目前,银纳米线薄膜的电学性能仿真已研究得比较完善,... 银纳米线薄膜作为新型柔性透明导电薄膜,具有导电性能好、透光率高、成本低和柔性良好等优点。本文从电学、力学和光学三个方面介绍了银纳米线薄膜的仿真原理、仿真工具及发展现状。目前,银纳米线薄膜的电学性能仿真已研究得比较完善,能够从微观到宏观尺度建立精确的模型,常用的节点主导假设(JDA)模型、多节点表示(MNR)模型能够较好地模拟、预测银纳米线薄膜的方阻。银纳米线薄膜力学仿真尚未能建立起完美的宏观模型,只能通过分子动力学方法等对单根或多根银纳米线之间的力学性能进行仿真模拟。银纳米线薄膜的光学性能的仿真主要依靠时域有限差分方法来模拟光与材料的相互作用,依靠该方法能够模拟少量银纳米线的光学性能,并且目前已有建立大型复杂银纳米线薄膜光学模型的尝试。此外,多物理场耦合且能够反映整个银纳米线薄膜的光-电-热-力综合性能的仿真模型仍未建立,未来研究者们还需于此继续深耕。 展开更多

关键词 银纳米线 仿真模拟 柔性器件 透明导电薄膜

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基于能量最小化的CCGA焊点形态仿真研究

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作者 张威 刘坤鹏 +3 位作者 王宏 杭春进 王尚 田艳红 《电子与封装》 2024年第8期51-57,共7页

为了确定某陶瓷柱栅阵列(CCGA)器件实现高焊接可靠性时的工艺参数组合范围,并研究焊点形态随不同参数变化的规律,以钎料润湿角、钎料体积以及焊柱偏移量作为关键变量因素,利用基于能量最小化原理的Surface Evolver软件,计算了不同因素... 为了确定某陶瓷柱栅阵列(CCGA)器件实现高焊接可靠性时的工艺参数组合范围,并研究焊点形态随不同参数变化的规律,以钎料润湿角、钎料体积以及焊柱偏移量作为关键变量因素,利用基于能量最小化原理的Surface Evolver软件,计算了不同因素水平组合下的实际焊点形态,并对参数化建模过程进行了详细介绍。通过对比形态结果与焊点可接收标准,寻找能够产生合格焊点的参量范围,为实际焊点微连接生产工艺提供合理的工艺指导。 展开更多

关键词 封装技术 Surface Evolver 焊点形态 CCGA

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PBGA焊点形态对疲劳寿命的影响

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作者 张威 刘坤鹏 +3 位作者 张沄渲 于沐瀛 王尚 田艳红 《电子与封装》 2024年第8期40-46,共7页

通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列(PBGA)焊点形态,将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125℃热循环仿真实验,通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了... 通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列(PBGA)焊点形态,将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125℃热循环仿真实验,通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了3因素3水平正交实验,通过均值响应分析得到了影响凸点寿命的最敏感因素及最优形态尺寸组合。结果表明对焊点寿命影响最大的因素为下焊盘半径,其次是钎料量,最后是焊点高度,且上下等大的焊盘具有较好的可靠性。 展开更多

关键词 Surface Evolver 塑料球栅阵列 焊点形态预测 热循环 疲劳寿命 封装技术

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基于声信号的激光清洗高强钢表面海洋微生物质量检测 被引量：1

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作者 雷正龙 孟强 +3 位作者 王晨 李旭东 张润峰 杨烁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期117-126,共10页

激光清洗过程中表面质量监测是目前研究重点。基于声信号对纳秒脉冲激光清洗30Cr3高强钢表面海洋微生物过程进行实时监测,通过提取短时平均幅度、时域均方根、峭度因子、瞬时频率四个特征量,探究清洗过程中声信号随工艺条件变化规律,并... 激光清洗过程中表面质量监测是目前研究重点。基于声信号对纳秒脉冲激光清洗30Cr3高强钢表面海洋微生物过程进行实时监测,通过提取短时平均幅度、时域均方根、峭度因子、瞬时频率四个特征量,探究清洗过程中声信号随工艺条件变化规律,并观察清洗后表面宏观形貌,测试表面粗糙度与硬度,建立声信号与清洗质量之的关系。结果表明:在短脉冲激光清洗过程中,声信号频域中存在“主峰”频率信号,工艺参数通过影响激光能量密度来影响声信号的强度幅值。声信号短时平均幅度的均值越大,表示去除微生物层的能力越强,短时平均幅度均值为0.013时,达到“开始清洗阈值”,微生物膜层开始在激光作用下去除约1μm;时域信号均方根和峭度因子能够共同反映清洗表面的粗糙程度,当峭度因子达到最小(约为2.01),均方根上升至最大时,达到“最佳清洗阈值”,清洗后表面均匀平整;在高能量密度下清洗,声信号的瞬时频率中低频成分越多,表明金属表面发生重熔氧化的面积越大,基材损伤程度越大。 展开更多

关键词 激光清洗 海洋生物膜层 声信号检测 高强钢 清洗质量

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5A06铝合金搅拌摩擦隧道成形工艺优化研究

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作者 王胜龙 秦中环 +3 位作者 周小京 吴凯 单承 黄永宪 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第S2期60-64,70,共6页

提出了基于柱状螺纹结构的新型搅拌摩擦隧道成形工具,研究了5A06铝合金搅拌摩擦隧道成形工艺,分析了其在复杂路径及密集间距情况下的适应性。结果表明:通过新型搅拌摩擦隧道成形工具设计,可实现冷却通道的一次稳定成形及复杂成形,同时... 提出了基于柱状螺纹结构的新型搅拌摩擦隧道成形工具,研究了5A06铝合金搅拌摩擦隧道成形工艺,分析了其在复杂路径及密集间距情况下的适应性。结果表明:通过新型搅拌摩擦隧道成形工具设计,可实现冷却通道的一次稳定成形及复杂成形,同时实现了形状、路径、位置的可控;在旋转速度为900 r/min,行进速度为50 mm/min,负压入量为0.5 mm的工艺参数下,隧道矩形度达90.5%;采用前进侧搭后退侧的方式,隧道最小间距达到1 mm;制备的隧道气密性良好,在1.25 MPa内压下保压3 600 s无泄漏情况。 展开更多

关键词 5A06铝合金 搅拌摩擦焊 搅拌摩擦隧道 气密性

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无凸点混合键合三维集成技术研究进展

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作者 戚晓芸 马岩 +1 位作者 杜玉 王晨曦 《电子与封装》 2024年第6期137-149,共13页

数字经济时代,高密度、低延迟、多功能的芯片是推动人工智能、大模型训练、物联网等高算力需求与应用落地的基石。引线键合以及钎料凸点的倒装焊存在大寄生电容、高功耗、大尺寸等问题,使传统封装难以满足窄节距、低功耗、小尺寸的应用... 数字经济时代,高密度、低延迟、多功能的芯片是推动人工智能、大模型训练、物联网等高算力需求与应用落地的基石。引线键合以及钎料凸点的倒装焊存在大寄生电容、高功耗、大尺寸等问题,使传统封装难以满足窄节距、低功耗、小尺寸的应用场景。无凸点混合键合技术能够实现极窄节距的互连,在有效避免倒装焊凸点之间桥连短路的同时降低了寄生电容,减小了封装尺寸和功耗,满足了高性能计算对高带宽、多功能的要求。对无凸点混合键合技术所采用的材料、键合工艺与方法以及当前在三维集成中的应用展开介绍,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 混合键合 高密度互连 三维集成 先进封装

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