沉淀P2和P3是CO 34.0 Cr 29.0 Ni 30.5 Ti 2.3 O 4.2(at。%),CO 3.6 Cr 1.3 Ni 1.0 1.0 Ti 94.1(at。%)和
在 Inconel 718 的激光定向能量沉积 (L-DED) 中,所制造部件的微观结构在很大程度上取决于所应用的工艺参数和由此产生的凝固条件。大量研究表明,工艺参数沉积速度和激光功率对微观结构特性(如枝晶形态和偏析行为)有重大影响。本研究调查了当线质量(从而导致的层高)保持不变时,这些工艺参数的变化如何影响微观结构和硬度。这使得能够对使用相同层数但工艺参数截然不同制造的几何相似样品进行微观结构比较。这种方法的好处是,所有样品的几何边界条件几乎相同,例如特定于层的构建高度和导热横截面。对于微观结构分析,应用了扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱,并以定量方式评估结果。沿堆积方向测量了微观结构特征,包括一次枝晶臂间距、沉淀 Laves 相的分数和形态以及空间分辨的化学成分。使用半经验模型,根据一次枝晶臂间距计算发生的冷却速率。应用了其他研究人员使用的三种不同模型,并评估了它们对 L-DED 的适用性。最后,进行了显微硬度测量,以对材料机械性能的影响进行基线评估。
摘要 几十年来,PECVD(“等离子体增强化学气相沉积”)工艺已成为在多种类型的基材(包括复杂形状)上合成有机或无机薄膜的最方便和通用的方法之一。因此,PECVD 如今已用于从微电子电路制造到光学/光子学、生物技术、能源、智能纺织品等许多应用领域。然而,由于该工艺的复杂性(包括大量气相和表面反应),制造针对特定应用的定制材料仍然是该领域的一大挑战,显然,只有通过对薄膜形成所涉及的化学和物理现象的基本理解才能掌握该技术。在此背景下,本基础论文的目的是与读者分享我们对 PECVD 层形成基本原理的认识和理解,考虑到不同反应途径的共存,可以通过控制气相和/或生长表面的能量耗散来定制这些反应途径。我们证明了控制 PECVD 薄膜功能特性的关键参数是相似的,无论其性质是无机的还是有机的(等离子体聚合物),从而支持对 PECVD 工艺的统一描述。气相工艺和薄膜行为的几个具体示例说明了我们的愿景。为了完善本文档,我们还讨论了 PECVD 工艺发展的当前和未来趋势,并提供了使用这种强大而多功能技术的重要工业应用示例。
摘要 原子层沉积(ALD)已成为当代微电子工业中不可或缺的薄膜技术。ALD 独特的自限制逐层生长特性使该技术能够沉积高度均匀、共形、无针孔的薄膜,并且厚度可控制在埃级,尤其是在 3D 拓扑结构上。多年来,ALD 技术不仅使微电子器件的成功缩小,而且还使许多新颖的 3D 器件结构成为可能。由于 ALD 本质上是化学气相沉积的一种变体,因此全面了解所涉及的化学过程对于进一步开发和利用该技术至关重要。为此,我们在本综述中重点研究 ALD 的表面化学和前体化学方面。我们首先回顾了气固 ALD 反应的表面化学,并详细讨论了与薄膜生长相关的机制;然后,我们通过比较讨论 ALD 工艺中常用的前体来回顾 ALD 前体化学;最后,我们有选择地介绍了 ALD 在微电子领域的一些新兴应用,并对 ALD 技术的未来进行了展望。
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添加剂制造(AM)研究已经大幅增长,其应用程序从医疗部门到汽车不等。,由于其温度升高,因此对航空航天部门引起了极大的兴趣。组件是使用两个最常见的金属AM工艺制造的,激光粉末床融合(L-PBF)和激光定向能量沉积(L-DED)。比较了两个过程之间的微观结构和机械性能并对比,表明尽管这些过程从根本上是基于相同的物理现象,但过程之间的规模差异使它们无法直接可比。因此,必须在特定的应用程序和过程中执行合金设计和处理窗口开发。
定向能量沉积 (DED) 是一种很有前途的增材制造修复技术;然而,DED 易在薄壁部分产生表面波纹(驼峰),这会增加残余应力和裂纹敏感性,并降低疲劳性能。目前,由于缺乏具有高时空分辨率的操作监测方法,DED 中的裂纹形成机制尚不十分清楚。在这里,我们使用在线相干成像 (ICI) 来光学监测表面拓扑并原位检测开裂,结合同步加速器 X 射线成像来观察表面下裂纹的愈合和扩展。ICI 首次实现离轴对准(相对于激光器 24 ◦),从而能够集成到 DED 机器中,而无需更改激光传输光学系统。我们使用单元件 MEMS 扫描仪和定制校准板,实现了 ICI 测量值和激光束位置之间的横向(< 10 µ m)和深度(< 3 µ m)精确配准。 ICI 表面拓扑结构通过相应的射线照片(相关性 > 0.93)进行验证,直接跟踪表面粗糙度和波纹度。我们故意在镍基高温合金 CM247LC 的薄壁结构中植入隆起,在表面凹陷处局部诱发开裂。使用 ICI 现场观察到小至 7 µ m 的裂纹开口,包括亚表面信号。通过量化隆起和开裂,我们证明 ICI 是一种可行的现场裂纹检测工具。
原子层沉积 (ALD) 是微电子行业广泛采用的先进气相薄膜制造技术,用于晶体管和显示器等应用。25 在 ALD 中,不同的气态/汽化金属和共反应物前体被顺序脉冲输入反应腔,每个前体脉冲之后都进行惰性气体吹扫步骤,以在发生所需的表面反应后去除多余的前体分子。由于这些化学表面反应的自限性,ALD 可提供无针孔、高度均匀且保形的薄膜,并可在原子级厚度控制。用于有机薄膜的 ALD 对应方法也是最近才开发的,这种方法称为分子层沉积 (MLD)。26 MLD 采用纯有机气态/汽化前体。最重要的是,ALD 和 MLD 都是模块化的,这意味着为了沉积高质量的金属有机薄膜,可以结合使用 ALD 和 MLD 前体脉冲。 27,28 这种目前蓬勃发展的混合 ALD/MLD 技术已被用于制造数十种新型金属有机薄膜材料,这些材料表现出的有趣功能特性远远超出了纯无机或有机薄膜所能实现的功能特性。29 例如,ALD/MLD 生长的金属有机薄膜的机械性能通常比 ALD 生长的无机薄膜高出几个数量级,这在柔性电子应用等领域非常重要。30,31
摘要。钛铝化物 (TiAl) 合金是一种金属间化合物,与镍基高温合金相比,它具有低密度、高熔点、良好的抗氧化和耐腐蚀性。因此,这些合金用于航空发动机部件,如涡轮叶片、燃油喷射器、径向扩散器、发散襟翼等。在运行过程中,航空发动机部件在氧化和腐蚀环境中承受高热负荷,导致磨损和其他材料损坏。由于交货时间长且费用高昂,更换整个部件可能并不可取。在这种情况下,维修和翻新可能是回收 TiAl 部件的最佳选择。不幸的是,目前还没有针对 TiAl 基部件的认可修复技术。基于增材制造 (AM) 的定向能量沉积 (DED) 可以作为帮助修复和恢复昂贵航空发动机部件的一种选择。在本文中,回顾了利用 DED 技术局部修复受损的 TiAl 基航空部件的努力。更换整个 TiAl 部件是不可取的,因为这样做成本昂贵。DED 是一种很有前途的技术,用于生产、修复、返工和大修 (MRO) 受损部件。考虑到航空工业的高质量标准,对 DED 修复的 TiAl 部件进行认证以供未来在飞机上使用非常重要。然而,目前尚无关于 TiAl 修复部件认证的标准。案例研究表明,人们正在考虑使用 DED 修复 TiAl 部件。在一台机器上完成加工、修复和精加工功能的混合技术是一种提高修复效率的有吸引力的实施策略。审查表明,对基于 DED 的修复技术的开发和应用的研究有限,这表明非常需要进一步研究。
基于先前工作中开发的热模型,并在参考文献中呈现。[4],已经确定,由于预热,可以将奥氏体阶段保留在激光处理过程中的整个存款步骤中。基于计算的材料点历史,在样品,LPF1和LPF2的制造中也实现了相同的结果。因此,在最后冷却阶段关闭激光器后,马氏体转化才发生。这样的转化产生了扩张菌株,可以促进沉积物内“拉伸”残留应力。但同时,冷却阶段本身会导致样品内收缩。现在考虑参考的工作。[5],取决于关键马氏体转化点(MS和MF)的位置,可能会出现“热”残留应力的暂时放松,这是由于所谓的超塑性效应在Martensite Transformation的时刻出现。在LFP2样品中获得的较高热量积累(见图7C)以及同一样品中较高的同质性水平可以被认为是该样品中获得的更好的超塑性效应的原因,从而避免了随后的冷裂裂纹现象,从而避免了更好的压力缓解。这些条件在CP和LFP1的两个样本中都无法存在,因此导致它们随后的冷裂。