: 对于经济有效地驱动OER,研制出耐用的电催化剂至关重要。[5–9] 为了应对这一挑战,最近,基于非贵重过渡金属(TM:Fe、Co、Ni、Mn)的金属间化合物由于其低电阻率、可调的成分和独特的晶体结构而受到了特别的关注。[10–15] 目前对基于金属间化合物的OER电催化剂的研究集中在合金化TM和准金属(例如,B、Si、Ge、As)或贫金属(例如,Al、Ga、Sn、Bi)。[16–25] 在这些金属间化合物中,TM物质严格地原位转化为活性TM(氧)氢氧化物,而非金属在碱性OER过程中大部分从结构中浸出,导致活性纳米域的形成,从而增强催化活性。 [17,18] 此外,在大多数情况下,虽然块体金属间化合物的表面会经历重构,但其内部仍能很好地保留,从而形成具有高导电性的独特核壳结构。[21] 另外,金属间化合物也可以根据结构中非金属的尺寸和类型在施加的OER电位下完全转变,形成多孔的块体活性催化剂。[15] 尽管已经取得了令人瞩目的进展,但块体金属间化合物的转变速度比块体金属间化合物快得多。
考虑到两种材料都需要电桥,焊料和基板之间的电子连接技术变得非常重要。然而,使用含铅的传统焊料已不再被允许,因此正在开发无铅焊接的研究。这项研究旨在研究回流温度对 Sn-58Bi 焊接接头金属间化合物 (IMC) 厚度的影响。选择 Sn-58Bi 焊料和铜板之间的界面反应偶。回流温度设置为高于 Sn-58Bi 焊料熔点温度 61°C、71°C、81°C 和 91°C。高于焊料熔点温度的持续时间设置为 30 分钟。扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 用于研究界面形态和分析局部成分。此外,还进行了 X 射线衍射 (XRD) 测量以确保对 IMC 进行相位识别。需要进行统计分析来比较 Sn-58Bi/Cu 反应对之间 IMC 厚度增长的差异。结果显示在基材-焊料界面处形成了 Cu 6 Sn 5 和 Cu 3 Sn 的 IMC 层。IMC 层厚度随温度而增加。
基于钛铝化物 (TiAl) 金属间化合物的合金重量轻,且具有优异的高温强度和抗氧化性。因此,在降低燃料消耗等需求的背景下,它们越来越多地用于商用飞机喷气发动机的低压涡轮叶片。神户制钢所一直致力于开发具有国际竞争力的 TiAl 材料制造技术,利用添加高浓度铝时氧溶解度降低的现象设计了一种熔体脱氧方法,并实现了 0.03 质量% 或更低的氧浓度。该公司还通过构建使用冷坩埚感应熔炼 (CCIM) 方法的熔炼和铸造工艺,实现了窄成分范围(Al 含量±0.3 质量%)并提高了铸造产量(与传统方法相比 +25% 或更高)。本文还详细介绍了回收钛废料的技术并描述了未来的前景。
摘要:对激光熔化过程(例如,对于金属添加剂制造)越来越感兴趣。建模和数值模拟可以帮助理解和控制这些过程中的微观结构演变。然而,微结构模拟的标准方法通常不适合对激光处理中快速固化相关的动力学效应进行建模,尤其是对于包含金属间相的材料系统。在本文中,我们介绍并采用了量身定制的相位场模型来展示此类系统中微观结构演变的独特特征。最初,使用量身定制的相结合模型重新审视了金属层间合理期间异常分配的问题,并针对Ni-Al二进制系统中B2相的现有实验数据评估了模型预测。随后将模型与晶粒生长的POTTS模型结合在一起,以模拟包含金属间相的多晶合金的激光加工。示例用于激光处理富含镍的Ni-AL合金,以证明该方法在研究处理条件对各种微观结构特征的影响时的应用,例如熔体池中金属间相和受热影响区域的金属间相分布。本研究中使用的计算框架设想为在工业相关材料的激光处理中(例如,在基于NI的Superalloys的激光焊接或添加剂制造中)提供了更多了解微观结构的演变。
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摘要 银线近年来已成为一种新型键合材料,但用户和现场工程师对其可靠性性能问题(包括故障机理和金属间化合物 (IMC) 形成)仍然存在分歧。本研究介绍了一种新型高纯度 96Ag-3Pd-1Au 合金(96% Ag)银线,并通过键合性和可靠性测试评估了其在铝键合焊盘上的键合性能。用于表征银线特性的可靠性测试包括高温储存寿命测试 (HTST) 和带温度和湿度的无偏高加速应力测试 (uHAST)。使用了两种具有不同氯离子含量的模具化合物。绿色化合物的氯离子含量低于 10 ppm,普通化合物的氯离子含量低于 27 ppm。对 HTST150'C 和 175'C 下 2000 小时的键合性、IMC 形成(Ag 2 Al、Ag 3 Al)和生长速率进行了测量,并根据 uHAST 的微观结构表征确定了可能的失效机制,其中由于原电池反应和 Cl- 离子在足够的水分和热能下发生重复的氧化和还原反应,而 Ag-Al IMC 和 Al 垫的还原反应导致形成微裂纹失效。
热超声键合过程中,金球和铝合金金属化层之间的焊接是通过界面处金和铝的固态混合以及金铝金属间相的形成而发生的。由该金属间相组成的总键合面积的比例通常称为金属间覆盖率,缩写为 IMC。超声波对于通过摩擦形成 IMC 至关重要 [1-3],但在整个界面上并不均匀,开始时是离散的岛状物,在超声波的作用下生长,最终将球锚定在铝金属化层上。如果优化了键合参数,大部分界面面积(多达 70-80%)应由 IMC 组成。在拉力测试期间,金-铝界面保持机械强度所需的最小 IMC 量只需略大于导线的横截面积。但是,如果界面大面积未键合,空气、空气中的污染物和环氧模塑料就会渗入球底,从而导致后续组装步骤中发生氧化和腐蚀反应。因此,最大化 IMC 是优化球键合工艺的重要部分。IMC 的测量通常是通过使用不会侵蚀金属间化合物或金的 KOH 溶液溶解 Al 键合垫 [4] 并观察球底面来完成的。确定形成坚固球键合所需的 IMC 的精确量并不是一门精确的科学,但经验准则是,真正键合球面积的 70% 应由 Au-Al 金属间化合物组成。有两种常用方法可用于查看和记录金球底面图像中的金属间化合物覆盖率,以便随后使用图像分析软件进行测量。第一种是使用光学显微镜 (LM),第二种是使用扫描电子显微镜 (SEM)。SEM 要求将样品镀金,并放置在 SEM 腔中,然后抽真空并进行检查,而 LM 不需要特殊且耗时的样品制备,被认为比 SEM 更快、更容易。但是,每种方法都有其优点,并且需要了解某些因素,尤其是 LM,才能正确测量 IMC。光学显微镜可以使用不同的照明模式,与 SEM 不同,在显微镜和照明下对样品进行对准可能会使 IMC 的识别和测量变得复杂,并且很容易导致错误的测量。但是,虽然覆盖率的光学评估更快,但也更难以解释。在半导体封装的组装工程鉴定中,由于耗时较少,因此似乎更倾向于采用光学评估金属间覆盖率。在新封装鉴定的组装工程阶段,可能需要通过 SEM 测量 IMC 来获得详细信息。但是,在大规模生产过程中,光学测量可能更合适,因为它们耗时较少。本文的目的是提供
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在微电子领域,铜线越来越多地代替金线用于制作键合互连。在这些应用中使用铜有许多潜在的好处,包括更好的电气和机械性能以及更低的成本。通常,导线键合到铝接触垫上。然而,人们对导线/垫界面处 Cu/Al 金属间化合物 (IMC) 的生长了解甚少,如果过度生长,会增加接触电阻并降低键合可靠性。为了研究 Cu 球键合中 Cu/Al IMC 的生长,在 250 C 下高温老化长达 196 小时,以加速键合的老化过程。然后记录了 Cu/Al IMC 的生长行为,并获得了 6.2 ± 1.7 · 10 14 cm 2 /s 的 IMC 形成速率。除了垂直于键合界面的常规 yz 平面横截面外,还报告了平行于界面层的 xy 平面横截面。在光学显微镜下,在球键合 xy 平面横截面上,Cu/Al 界面处有三层 IMC 层,它们的颜色不同。微 XRD 分析结果证实,Cu 9 Al 4 和 CuAl 2 是主要的 IMC 产物,而发现第三相,可能是 CuAl。在老化过程中,IMC 膜从键合外围开始生长,并向内传播至中心区域。随后,随着老化时间的增加,在 IMC 层和 Cu 球表面之间观察到空洞,也是从键合外围开始。空洞最终连通并向中心区域发展,导致球和金属间层之间几乎完全断裂,这是 81 小时后观察到的。2007 Elsevier Ltd. 保留所有权利。