铝和铝合金碱性化学抛光液及工艺的研究

主要研究了适合铝及铝合金的碱性化抛光液及抛光工艺,该抛光液的稳定性和抛光性能可以与酸性抛光液相媲美,但它所造成的环境污染却要小得多,另外,舅光液具有抛光光亮度高、铝及铝合金损失少、成本低廉等优点,且具有工艺流程短、设备简单、易于操作等特点,在灯具、光学仪器、日用五金、工艺品等方面具有广阔和应用前景。     

铝合金化学抛光工艺研究

本文确定开发以磷酸-硫酸为基液的环保型化学抛光新技术。研究发现,某些氧化剂、大分子有机化合物、表面活性剂和重金属盐类的加入有利于提高化学抛光质量。用正交试验的方法对上述各物质及其协同作用进行分析,并最终确定了合适的复合添加成分,同时对温度、时间等工艺进行了优化,提高了表面质量避免了污染。     

磷酸硫酸体系抛光液对铝型材化学抛光的研究

用光反射法和重量法研究了化学抛光液组成和操作条件对抛光的影响,讨论了抛光机理,最佳抛光液组成和操作条件如下：磷酸－硫酸体积比８０：２０,硫酸镍,１．０ｇ／Ｌ,ＹＧ０５添加剂０．６ｇ／Ｌ,水含量小于等于１５ｇ／Ｌ,温７５℃,抛光时间４ｍｉｎ。生产应用表明,磷酸－硫酸体系抛光液及其抛光工艺具有铝合金表面光亮度高,反应温芳低和无黄烟等优点,完全可以代替用磷酸－硫酸－硝酸体系抛光液对铝合金的化学抛光。     

铝合金电极缓蚀剂的研究

在MgCl_2电解液体系中加入20余种添加剂,用静态失重法和极化曲线法测得对铝合金电极（No.2） 的缓蚀效率和腐蚀电流,筛选出两类缓蚀剂的较佳配方,即无机缓蚀剂的配方:A1.2g/l+B1.2g/l+C1.2g/l;有机缓蚀剂的配方:D1.2g/l+E1.2g/l+F 0.8g/l+G0.4g/l.并对缓蚀剂的缓蚀机理进行初步探讨。     

铝合金在氯化铵溶液中的缓蚀研究

借助于电化学方法和SEM技术研究了铝合金在氯化铵溶液中的阳极行为.所研制的铝合金较之纯铝具有明显的耐腐蚀效果,在加有少量(NH_4)_2CrO_4(C_2H_5)_4NBr或明胶作为缓蚀剂的NH_4Cl体系中,它们的耐蚀能力更强,阳极极化下的自放电速度很低,当电流密度为i_a=15～50mA/cm~2时,电极效率(η)可达99%;同时电极表面的孔蚀现象受到一定的抑制,腐蚀变得更均匀.     

铝合金直流电阳极氧化膜制备的工艺条件

通过对工业纯铝L2进行直流电阳极氧化来考察氧化时间、氧化电压对氧化膜厚度及硬度的影响,并对经阳极氧化的试样横截面进行SEM和EDS测试分析,结果表明电解液成分H2SO4浓度为200g/L、Al2O3浓度为1g/L,直流氧化电压为10V,氧化时间为40min,温度为20±1℃的条件下,可以获得均匀、与试样基体结合紧密、膜硬度相对较高的的氧化膜。而且随着氧化时间的增加,可以得到相对较大的膜厚度,但膜硬度相对降低。     

ZnBTA对铝合金在中性NaCl溶液中孔蚀的抑制作用

分别用失重法、电化学方法和表面分析等手段研究了 ZnBTA 对 6063铝合金在中性 NaCl 溶液中孔蚀的抑制作用。结果表明:在 pH 5—7,Cl~- 浓度为 0.5 mol·L~(-1),ZnBTA 用量大于 0.1m mol·L~(-1)条件下,样品浸泡 1 080 h,缓蚀效率达99％;ZnBTA 既可阻止孔蚀的诱发,又可抑制孔蚀的发展,对电极阴、阳极过程均有明显抑制作用,显示出混合抑制型缓蚀剂的特征。电子探针分析结果证明,ZnBTA 可以阻滞 Cl~-在铝合金表面的吸附聚集过程。通过量子化学计算,分析了ZnBTA 协同效应的可能机理。     

变形条件对2618铝合金等温成形工艺的影响

为控制2618铝合金等温成形效果,利用Gleeble-1500型热/力模拟实验机,采用正交实验法研究了变形温度T、应变速率ε和变形程度ε对变形抗力的影响,实验表明:T=430℃,ε=(4～8)×10-3 s-1,ε=40%为最佳等温变形条件.     

稀土在含Cl~-介质中对铝合金孔蚀的缓蚀规律及机理研究

本文采用化学浸泡试验、动电位极化试验及俄歇电子能谱(AES)研究了14种三价稀土金属离子对LY12CZ铝合金在0.1mo1.1~-NaCl中性介质中孔蚀的缓蚀规律及机理。研究结果表明:三价稀土金属离子缓蚀剂属于阴极沉淀型缓蚀剂,其缓蚀规律随原子序数的变化呈镧系“四分组效应”,其中Ce~(3+)缓蚀性能最佳,铝合金表面的铈转化膜为多层结构。     

稀土在含CI^—介质中对铝合金孔蚀的缓蚀规律及机理研究

本文采用化学浸泡试验、动电位极化试验及俄歇电子能谱（ＡＥＳ）研究了１４种三价稀土金属离子对ＬＹ１２ＣＺ铝合金在０．１ｍｏｌ．１＾－ＮａＣｌ中性介质中孔蚀的缓蚀规律及机理。研究结果表明：三价稀土金属离子缓蚀剂属于阴极沉淀型缓蚀剂，其缓蚀规律随原子序数的变化呈镧系“四分组效应”，其中Ｃｅ＾３＋缓蚀性能最佳，铝合金表面的铈转化膜为多层结构。     

铜及铜合金环保型化学抛光工艺新探

为满足铜及铜合金使用对表面处理的要求,研究了铜及铜合金化学抛光液的组成和抛光工艺．结果表明,HNO3-H2O2-H2O-稳定液组成的化学抛光液最优配方为体积比1：1：7：1,聚乙二醇用量为20．0g／L;最佳抛光工艺条件为抛光温度25℃、抛光时间12S．该配方及工艺具有组成简单、污染小、成本低廉、抛光快和易于操作的优点,对铜及铜合金进行化学抛光效果良好．     

Research on the molecular scale material removal mechanism in chemical mechanical polishing

This paper investigates a novel molecular scale material removal mechanism in chemical mechanical polishing （CMP） by incorporating the order-of-magnitude calculations, particle adhesion force, defect of wafer, thickness of newly formed oxidized layer, and large deformation of pad/particle not discussed by previous analysis. The theoretical analysis and experimental data show that the indentation depth, scratching depth and polishing surface roughness are on the order of molecular scale or less. Therefore, this novel mechanism has gained the support from wide order-of- magnitude calculations and experimental data. In addition, with the decrease in the particle size, the molecular scale removal mechanism is plausibly one of the most promising removal mechanisms to clarify the CMP polishing process. The results are useful to substantiating the molecular-scale mechanism of the CMP material removal in addition to its underlying theoretical foundation.     

镍铬合金钢脉冲电流电化学抛光工艺研究

机械零件的表面质量直接影响其使用寿命.采用电化学机械复合抛光,可以大大提高机械零件的抛光效率,但对于深小孔等抛光工具(磨头)很难深入的小结构,采用此方法工艺上很难实现.脉冲电流电化学抛光可以经济有效地对复杂形状的零件型腔进行抛光.对镍铬合金材料试件进行了脉冲电流电化学抛光的工艺试验,讨论并分析了实验结果,得出了加工参数对表面粗糙度的影响规律,以及各加工参数影响表面粗糙度的经验公式.     

基于8-羟基喹啉荧光敏感化合物的铝合金腐蚀监测技术

利用8-羟基喹啉(8HQ)与铝离子鳌合后形成的鳌合物——8-羟基喹啉铝(AlQ3)能发出强荧光的特性,开发了一种有效地铝合金涂层下腐蚀的监测技术.研究了铝离子浓度及pH对8-羟基喹啉铝(AlQ3)的吸光度及荧光特性的影响.发现了8HQ与Al3+鳌合生成的AlQ3荧光强度随Al3+浓度的变化规律.成功地将8-羟基喹啉加载在LY12铝合金表面,并以透明环氧树脂涂层覆盖.所制备的试样经盐雾腐蚀后表面出现明显的荧光斑点,荧光斑点处用光学显微镜观测可见腐蚀现象,而在可见光下观测并未有明显变化.研究表明:随着腐蚀时间延长,腐蚀程度加深,试样表面荧光现象增强.     

互连芯片化学机械抛光材料去除的仿真分析

针对互连芯片化学机械抛光去除机理的认知不足,假设金属材料弹塑性变形连续,对单磨粒划擦互连芯片的材料去除进行了数值表征.通过芯片应力分布和工艺参数对材料去除率分析发现:平均法向力大于平均切向力;滑动摩擦系数、材料去除率随抛光速度增加而增加;当抛光速度为10~12 mm·s~(-1)时,粒径为30 nm的磨粒材料去除率最大;当工作载荷为6μN,抛光速度为6~10 mm·s~(-1)时,粒径为30 nm的磨粒材料去除率略低,粒径为60 nm的磨粒的材料去除率最大.     

单晶硅片化学机械抛光材料去除特性

根据化学机械抛光(CMP)过程中硅片表面材料的磨损行为,建立了硅片CMP时的材料去除率模型,设计了不同成分的抛光液并进行了材料去除率实验,得出了机械、化学及其交互作用所引起的材料去除率.结果表明,磨粒的机械作用是化学机械抛光中的主要机械作用,磨粒的机械作用与抛光液的化学作用交互引起的材料去除率是主要的材料去除率.     

Cl-作用下2A12铝合金在大气环境中腐蚀初期的微区电化学行为

用扫描开尔文探针(SKP)和局部电化学交流阻抗(LEIS)技术,研究了2A12铝合金在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电化学过程.结果表明,盐雾实验初期,铝合金表面出现点蚀坑,Cl-对铝合金腐蚀有显著的加速作用,随盐雾时间延长,点蚀扩展.扫描开尔文探针的测试结果显示,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面阴极区和阳极区不断发生变化,呈现局部腐蚀的特征.随着盐雾时间的延长,试样表面电位逐步正移,并出现明显的阴极区和阳极区.局部电化学交流阻抗的测试结果表明,试样表面的局部电化学阻抗随盐雾时间的延长而有所增加,但分布较为分散.这说明在腐蚀过程的初期,2A12铝合金表面不断生成腐蚀产物,对腐蚀反应产生阻碍作用.     

锌合金在KOH溶液中的腐蚀性能

采用熔化浇铸的方法制备了一系列Zn-In合金和Zn-Pb合金．通过析氢量气法和动电位极化测量了它们在6mol／LKOH溶液中的腐蚀速度．结果表明,添加少量的In或Pb明显地抑制了Zn腐蚀,并且In的添加效果优于Pb．此外,通过交流阻抗技术对它们在碱性溶液中的腐蚀机理进行了探讨．结果表明,高频时,Zn,Zn-Pb,Zn-In合金的电极过程受电子传递步骤控制;低频时,在Zn,Zn-Pb,Zn-0．01％In合金的电极表面出现吸附现象,而对于含In0．05％或0．10％的Zn电极,扩散传质步骤是速度控制步骤．     

铝制品的阳极氧化法的机理分析

本文分析了被广泛应用的铝和铝合金制品的防护与装饰方法——阳极氧化法的主要工序中的机理以及影响制品防护性能与着色质量的因素。     

无磨料低温抛光中的振动分析及消除

针对无磨料低温抛光中冰盘会出现倾斜、引起加工过程的振动问题,对冰盘与工件盘的水平面内的相对运动进行了分析。对冰盘倾斜时,工件盘的纵向运动进行了建模,得到了冰盘与工件盘的偏心及冰盘的倾角越大,振动的幅值越大的影响规律,提出了抛光前对冰盘进行修整来消除振动的解决方案。通过对石英晶体的抛光实验,证实了这种方法的可行性,最终达到了粗糙度为0.53nm的超光滑表面。