摘要 — 开发了一种电子封装技术,该技术可在二氧化碳 (CO 2 ) 和氮气环境中承受模拟的金星表面温度 465°C 和 96 bar 压力,且不含腐蚀性微量气体。对氧化铝陶瓷基板和氧化铝上的金导体的电气和机械性能进行了评估。最有前途的芯片粘接材料是厚膜金和氧化铝基陶瓷浆料。使用这些芯片粘接材料将氧化铝、蓝宝石、硅和碳化硅芯片粘接到氧化铝基板上,并在 465°C 的 CO 2 环境中暴露于 96 bar 压力下 244 小时。陶瓷芯片粘接材料在测试前后表现出一致的剪切强度。还评估了氧化铝陶瓷封装材料的热机械稳定性。封装基板上的器件采用陶瓷封装,在 Venusian 模拟器测试后,裂纹和空隙没有明显增加。对金键合线进行了线拉力强度测试,以评估 Venusian 模拟器暴露之前和之后的机械耐久性。暴露前后的平均金键合线拉力强度分别为 5.78 gF 和 4 gF(1 mil 金键合线),符合最低 MIL-STD-885 2011.9 标准。Venus 模拟器测试后,整体键合线菊花链电阻变化为 0.47%,表明键合线完整性良好。制作了钛封装来容纳陶瓷封装基板,并制作了双层金属化馈通来为封装提供电气接口。
了解氧化铝增强铝复合材料 (Al-A2O3) 的循环行为对于其在不同工业领域的进一步应用至关重要。本研究重点关注通过放电等离子烧结 (SPS) 方法和摩擦搅拌焊接 (FSW) 相结合生产的 Al-氧化铝纳米复合材料的循环行为。添加的氧化铝总含量为 10%,是纳米和微米粒子的组合,其比例因样品而异。使用光学显微镜 (OM)、扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 表征 SPSed 样品的微观结构。表征了加工后的复合材料样品的微观结构并研究了其机械行为。微观结构研究表明,氧化铝的纳米粒子主要分布在晶粒边界和晶粒内部,而微米级粒子主要沉积在晶粒边界上。此外,还根据增强体尺寸和纳米粒子添加百分比分析了生产样品的硬度和拉伸性能。结果表明,纳米复合材料的力学性能和疲劳性能主要取决于初始阶段的材料性能和搅拌摩擦焊的应用条件,如转速和运动速度。纳米复合材料的断裂表面呈现出韧性-脆性复合断裂模式,韧窝更细,纳米弥散体的作用尤为突出。
为提高隔膜性能、降低热失控概率,在 PE/PP 膜上采用陶瓷颗粒(主要是氧化铝(Al 2 O 3 )颗粒)涂覆一层陶瓷层。涂覆的氧化铝层可防止隔膜在高温下发生故障,并阻止枝晶对隔膜的损坏。要求氧化铝必须足够纯净(通常纯度为 99.99%),因此金属阳离子杂质和金属杂质低于几 ppm。杂质可能会渗入电解液,并在电池运行过程中形成枝晶,或者形成加速枝晶形成的晶核。陶瓷层中的金属是短路的根源,无论是由原材料和制造过程引入的,还是在运行过程中形成的。陶瓷层中的杂质更有害,因为它靠近聚合物膜。
原子层沉积 (ALD) 已迅速成为半导体行业的重要工具,因为它可以在低温下提供高度保形、可精确调节的涂层,厚度控制在亚纳米级。因此,ALD 是一种将电介质集成到先进光电子器件中的强大方法,并且对于实现新兴的非平面电子设备至关重要。[1] 特别是,可以通过 ALD 在结构化表面上保形生长的非晶态氧化铝 (AlO x ) 广泛用于半导体技术的电介质和化学钝化、[2] 跨硅 (Si) 太阳能电池界面的载流子选择性电荷转移、[3] 非平面场效应晶体管中的栅极电介质、[4] 以及扩散屏障和保护涂层。[5] 当用作 Si 场效应钝化的表面涂层时,ALD AlO x 会引入
摘要:含有纳米孔的自支撑薄膜是非常有前途的材料,可用于多种应用,尤其是在纳米过滤中。本文介绍了一种生产纳米膜的方法,该纳米膜包含氧化铝基质中的 3D 有序纳米孔网络,其直径约为 1 纳米,网络节点具有体心四方结构。该材料是通过磁控溅射沉积氧化铝基质中的 3D 有序 Ge 纳米线网络,然后进行特定的退火工艺导致 Ge 蒸发而产生的。我们证明,这种薄膜可以很容易地在市售的氧化铝基底上生长,这些基底包含直径在 20 到 400 纳米之间的较大孔。我们已经确定了完全覆盖较大孔所需的最小薄膜厚度。我们相信这些薄膜具有在过滤、分离和传感领域应用的潜力。
在拜耳法中,将原铝土矿干燥,在球磨机中研磨,并与预热的氢氧化钠 (NaOH) 废浸出溶液混合。添加石灰 (CaO) 以控制磷含量并提高氧化铝的溶解度。将所得浆液与氢氧化钠混合,并泵入在 105 至 290°C 下运行的加压蒸煮器中。大约 5 小时后,铝酸钠 (NaAl 2 OH) 溶液和铝土矿中的不溶性物质(称为“红泥”)的浆液冷却至 100°C,并通过重力分离器或湿式旋风分离器去除粗砂颗粒。添加絮凝剂(例如淀粉)以增加红泥的沉降速度。沉淀池的溢流含有溶液中的氧化铝,通过过滤进一步澄清,然后冷却。随着溶液冷却,它变得过饱和,含有铝酸钠。三水合氧化铝(Al 2 O 3 •
摘要:纳米晶氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷是用高能束制备的,由超细、三维缠结的单晶域组成,是一类特殊的共晶氧化物,具有极高的高温力学性能,如强度和韧性以及抗蠕变性。本文旨在全面综述氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷的基本原理、先进的凝固工艺、微观结构和力学性能,特别关注纳米晶尺度上的技术现状。首先根据先前报道的模型介绍了耦合共晶生长的一些基本原理,然后简要介绍了凝固技术和从工艺变量控制凝固行为的策略。然后,从不同层次尺度阐明纳米共晶结构的微观结构形成,并详细讨论硬度、弯曲和拉伸强度、断裂韧性和耐磨性等机械性能,以进行比较研究。利用高能束工艺已经生产出具有独特微观结构和成分特征的纳米氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷,在许多情况下,与传统共晶陶瓷相比,机械性能有显著改善。
摘要:关于添加石墨烯增强体来改善氧化铝 (Al 2 O 3 ) 陶瓷材料微加工性能的研究仍然太少且不完整,无法满足可持续制造的要求。因此,本研究旨在详细了解石墨烯增强体对提高 Al 2 O 3 基纳米复合材料激光微加工性能的影响。为此,使用高频感应加热工艺制备了高密度 Al 2 O 3 纳米复合材料样品,其中石墨烯纳米片 (GNP) 的含量为 0 wt.%、0.5 wt.%、1 wt.%、1.5 wt.% 和 2.5 wt.%。对样品进行激光微加工。之后,研究了 GNP 含量对烧蚀深度/宽度、表面形貌、表面粗糙度和材料去除率的影响。结果表明,纳米复合材料的微加工性能受到 GNP 含量的显著影响。与基础 Al 2 O 3(0 wt.% GNP)相比,所有纳米复合材料的烧蚀深度和材料去除率均有所改善。例如,在更高的扫描速度下,与基础 Al 2 O 3 纳米复合材料相比,GNP 增强样品的烧蚀深度增加了 10 倍。此外,与基础 Al 2 O 3 样品相比,0.5 wt.%、1 wt.%、1.5 wt.% 和 2.5 wt.% GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料的 MRR 分别增加了 2134%、2391%、2915% 和 2427%。同样,与基础 Al 2 O 3 相比,所有 GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料样品的表面粗糙度和表面形貌都有了显著改善。这是因为 GNP 增强体通过增加光吸收率和热导率并减小 Al 2 O 3 纳米复合材料的晶粒尺寸,降低了烧蚀阈值并提高了材料去除效率。在 GNP/Al 2 O 3 纳米复合材料中,0.5 wt.% 和 1 wt.% GNP 样品在大多数激光微加工条件下表现出优异的性能,缺陷最少。总体而言,结果表明,使用基本光纤激光系统(20 瓦)和非常低功耗,可以高质量、高生产率地加工 GNP 增强 Al 2 O 3 纳米复合材料。这项研究表明,在氧化铝陶瓷基材料中添加石墨烯以提高其可加工性具有巨大的潜力。
Pyro-Fold 和 Pyro-Stack 模块采用 Cerablanket(一种高纯度的氧化铝和二氧化硅氧化物,分类温度为 1260°C (2300°F))制成,而采用 Cerachem Blankets 的模块则采用氧化铝-二氧化硅-氧化锆制成,旨在抵抗高温下的过度收缩,额定温度为 1430°C (2600°F)。这些模块可在各种应用中最有效地部署卓越的热特性,并能抵抗大多数类型的化学侵蚀。它们重量轻、强度高,具有低储热能力,可有效节省能源,并具有出色的抗热震性,可用于恶劣环境。
将通过区域选择性气相渗透 (VPI) 将三甲基铝渗透到聚(2-乙烯基吡啶)中制备的 5 纳米氧化铝薄膜的生长化学和电性能与传统的等离子体增强原子层沉积 (PEALD) 工艺进行了比较。通过能量色散 X 射线光谱和硬 X 射线光电子能谱测量评估了化学性质,同时进行了电流 - 电压电介质击穿和电容 - 电压分析,首次提供了这些薄膜的电信息。评估了通过聚合物 VPI 形成电介质的成功和挑战、吡啶在这种角色中的兼容性以及独特快速的接枝聚合物刷方法在形成相干金属氧化物方面的能力。结果发现,在 200 到 250 ◦ C 之间的温度下制备的 VPI 氧化铝具有一致的击穿电场,性能最佳的器件的 к 值为 5.9。结果表明,VPI 方法可以生成具有与传统 PEALD 生长薄膜相当的介电性能的氧化铝薄膜。