凸球面基底超声波喷雾涂胶的研究

针对大尺寸曲面元件涂布光刻胶难的问题,提出一种超声波喷雾涂胶法用于解决这一难题。以凸球面基底为例,阐述了超声波喷雾涂胶装置在凸球面基底上涂布光刻胶的过程并且给出了光刻胶膜厚和主要操作参数之间关系的数学模型。然后根据该数学模型来控制喷涂参数,在口径为100 mm,曲率半径为120 mm的凸球面基底上进行光刻胶膜厚为5μm的涂布实验。从实验结果可以得出超声波喷雾涂胶法对大尺寸凸球面基底的光刻胶涂布具有一定的借鉴作用。     

UV-LIGA工艺制作微注塑模具型腔

设计并制作了微注塑模具型腔.利用无背板生长法,采用UV-LIGA套刻技术和掩膜腐蚀技术,直接在合金钢基底上制作具有微阵列结构、微注塑浇口、微排气通道、排气孔、聚合物熔体流道等结构的微注塑模具型腔.对SU-8厚胶的光刻工艺参数进行优化,给出厚度350μm的SU-8胶的建议工艺条件:固定边框厚度进行刮胶;梯度升温前烘,自65℃至85℃每隔5℃间歇式升温,且85℃的烘焙时间为5.5~6.0h;紫外光接触式曝光,剂量630mJ/cm2;85℃中烘15min,显影20min.针对Ni微细电铸过程中产生节瘤现象分析原因并改善工艺参数,将电流密度和pH分别控制在3A/dm2以下和3.8~4.4.最终成功获得高质量的微注塑模具型腔.     

采用盲孔填充技术制备金属微电极阵列

针对目前MEMS工艺里由于微电铸铸层内应力导致的金属微结构与基底容易脱离的问题和不足,提出一种借助盲孔填充技术制备微电极阵列的方法。选择KMPR作为胶模材料,首先通过UV-LIGA工艺制备出180μm厚的阵列孔缝胶模结构,然后在胶模表面溅射Cu种子层,优化电铸工艺参数:电铸前采用真空润湿的方法排出孔缝内气泡,电铸液中加速剂与抑制剂浓度分别为4×10~(-6)mol/L和24×10~(-6)mol/L,电流密度为1 A/dm~2,在孔缝内电铸铜,并在胶模表面电铸出铜基底,最后获得了高180μm,线宽200μm的两种柱状金属微电极阵列。试验结果表明,盲孔填充技术是一种低成本、安全的制作金属微电极阵列的方法。     

铜污染宁明膨胀土的微观形态及剪切强度特性

通过开展不固结不排水(UU)三轴剪切试验,分析了铜污染宁明膨胀土的剪切强度变化规律。通过扫描电子显微镜(SEM)试验、X射线荧光光谱分析以及马尔文激光粒度试验,研究了铜污染宁明膨胀土的微观机理与粒径变化特征。试验结果表明:宁明膨胀土表现出较为明显的应变硬化趋势,随着Cu~(2+)质量浓度的增大,宁明膨胀土的抗剪强度明显减弱,硬化趋势也逐渐弱化。由于铜的侵蚀,宁明膨胀土的Al、K、Fe元素的质量分数随Cu~(2+)质量浓度的增大而减少。铜污染后土颗粒间的孔隙增大,面-面叠聚作用明显增强,土颗粒骨架更为脆弱。铜污染后的宁明膨胀土中,粒径约为22μm的微团聚体分解,粒径约为4μm的颗粒累积量随Cu~(2+)质量浓度的升高而逐渐升高。     

UV-LIGA与微细电火花加工组合制造微细电解阵列电极

采用UV-LIGA与微细电火花加工组合技术制造大长径比微细阵列电极.先通过UV-LI-GA技术制作微细群孔工具电极,然后通过电火花套料加工制作大长径比微细阵列电极.选取优化的工艺参数:前烘110℃保持12h;三步后烘50℃保持5min、70℃保持10min、90℃保持30min;采用谐振式电火花电源,电压200V、峰值电流1.5A、脉宽3.2μs、脉间6.4μs、放电间隙12μm等,制备了直径85μm、长1.5mm,长径比达17.65的微细阵列电极.最后用制作出的微细阵列电极作为工具电极进行微细电解加工实验,在120μm厚不锈钢板上电解加工出直径150μm、形状均匀的微细阵列群孔结构.实验证明:UV-LIGA与微细电加工组合制造技术是一种可行的制作高深宽比微结构的方法;利用微细阵列电极进行电解加工,能实现高效和高精度加工.     

矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能影响的灰色系统

应用灰色控制系统理论研究了矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能的影响，以30％（质量分数）比例的矿渣微粉掺入水泥中，测其胶砂强度和胶凝材料流动度，研究结果表明，矿渣微粉中10－20μm颗粒对7d和28d抗压强度具有最大影响度，20－30μm颗粒则对7d和28d抗折强度具有最大影响度，而10－20μm颗粒对胶凝材料流动度的贡献最大。     

退火温度对铜/铝复合板剥离性能的影响

采用异步轧制方法制备铜/铝复合板,用电子万能试样机、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等分析测试手段,研究扩散退火对于铜/铝复合板结合强度、剥离裂纹位置及剥离断口化学成分的影响.研究发现,扩散退火使复合板结合强度降低,扩散层厚度随退火温度的提高而增大.复合板经350℃保温2h后,在铜/铝界面形成厚7.31μm的扩散层,经500℃保温2h后,形成厚15.53μm扩散层.退火态铜/铝复合板剥离裂纹位于靠近扩散层中间的富铝层,剥离断裂处的金属间化合物为CuAl和CuAl2.退火时形成的脆性金属间化合物以及轧制过程中形成的裂纹及未结合区是造成结合强度降低的主要原因.铜/铝轧制复合板宜采用低于350℃温度进行退火.     

电镀方法制备锡铅焊料凸点

介绍了利用甲磺酸锡铅合金镀液制备电镀凸点的工艺过程,讨论了影响电镀质量的工艺参数：表面光亮度、分散及覆盖能力、沉积速率等．研究发现,电流密度Dk与最低搅拌转速密切相关．在相同的时间里,Dk越大,镀液的分散能力越稳定,合金的沉积速率也越高．在甲磺酸质量分数、Dk一定的条件下,适当地提高搅拌转速有利于改善凸点的电镀质量．对电镀凸点的剪切强度测试表明,电镀缺陷产生的微孔洞将会显著降低凸点的剪切强度．     

以TiAl金属间化合物为支撑体的多孔Ni膜的制备

为了克服传统有机膜与陶瓷膜的一些不足之处,以TiAl金属间化合物为支撑体,用悬浮粒子烧结法在孔径为10．6um的片状支撑体上制备多孔金属Ni膜。考察了浸浆时间、烧结温度等工艺参数对膜表面形貌和孔径大小、分布等膜性能的影响。结果表明,合适的制膜条件是：浸浆时间为60s,烧结温度为500℃。得到了孔径分布比较窄而且表面比较平整的微滤膜,其平均孔径为0．83μm,膜厚约为30μm。     

面向未来需求的细间距电化学沉积金凸点工艺

研究了电化学沉积金凸点的晶圆级直径和厚度分布及表面粗糙度随电镀电流密度和镀槽温度的变化。电化学沉积的金凸点在整个晶圆上的各个位置和方向上直径都增大了。当在40℃下电镀时,金凸点的直径分布与光刻胶的分布规律相似;而电镀温度为60℃时,金凸点的直径分布更倾向于对称分布。其次,当镀槽温度从40℃提高到60℃或者电镀电流密度从8 mA/cm^2降低到3mA/cm^2时,金凸点的厚度分布更加均匀。再次,60℃下电镀的金凸点表面粗糙度为130到160纳米并与电镀电流密度无关,但是在40℃下电镀时,表面粗糙度随着电镀电流密度的增加从82 nm急剧增加到1572 nm。     

五节芒茎秆纤维形态的研究

五节芒茎秆是一种优良的纤维原料,为了更好地研究和利用五节芒茎秆,采用光学显微镜和彩色图像计算机分析系统,研究了五节芒茎秆节间和节部纤维形态。结果表明:五节芒茎秆节间纤维长度分布范围为774.99～5 203.33μm,宽度范围为7.96～32.64μm,平均长宽比为121.51,平均腔径为6.49μm,平均壁腔比为2.61,为稍长的厚纤维,从上部往下部长度逐渐增大,细胞壁壁厚逐渐变厚,宽度则没有明显的规律性变化;节部纤维长度分布范围为180.67～1 044.99μm,宽度范围为10.71～37.96μm,平均长宽比为28.64,平均腔径为5.17μm,平均壁腔比为3.10,为甚短的厚纤维,长度、宽度和壁厚从上部往下部呈现的规律性不明显。比较五节芒茎秆节间与节部的纤维形态,前者较后者纤维长度更长,宽度和细胞壁壁厚更小,节间为较好的非木质人造板的纤维原料,节部稍差。     

结构胶黏剂在温度作用下的剪切性能试验研究

设计并进行了2组采用不同条件固化的胶黏剂的拉伸剪切试验,研究了结构胶黏剂的剪切强度和剪切刚度随温度升高的变化规律,以及不同温度下胶黏剂剪切破坏模式.试验发现,室温固化的胶黏剂再次经历高温后,其玻璃化温度Tg有了30℃左右的提高;随着温度的升高,胶黏剂剪切强度和剪切刚度总体上呈下降趋势,且在其玻璃化温度Tg前后20℃的区域内变化最为明显.研究表明,胶黏剂玻璃化温度是影响胶黏剂温度作用下剪切性能的关键因素,同时高温固化方式可以提高胶黏剂玻璃化温度,延缓胶黏剂剪切强度和剪切刚度的下降.在此基础上,引入玻璃化温度这一重要参数,给出了结构胶黏剂的剪切强度及剪切刚度与温度之间的关系模型,为实际工程应用提供了参考.     

坚硬石灰岩顶板破断及来压规律模拟实验研究

澄合矿区10号煤层顶板为厚层状石灰岩层,其力学强度高、完整性好,采后不易垮落,严重威胁工作面安全.采用相似材料模拟实验,分析了10号煤层开采过程中坚硬石灰岩顶板的移动破坏和矿压显现特征.实验得出工作面项板初次来压步距65 m,周期来压步距平均22.8 m.结果表明,来压步距较大,矿压显现强烈,支架裁荷较高;厚层石灰岩项板垮落后冒落带较少,支架后方顶板多呈连续的弯曲下沉结构.     

甲酸处理的纳米铜无压烧结性能及高温老化研究

介绍了一种基于甲酸铜高温分解反应的纳米铜无压烧结工艺，旨在解决现有铜烧结技术中铜易氧化且需要辅助压力的问题。通过甲酸溶液对纳米铜颗粒（Cu NPs）进行预处理，生成致密的甲酸铜膜，经烧结后最终形成Cu-Cu接头。接头烧结质量试验表明，甲酸反应时间10 min、聚乙二醇（PEG）溶剂、0.048 mm砂纸打磨基材表面以及5℃/min的升温速率为最优烧结条件。在该条件下，实现了纳米铜无压烧结，制备的接头剪切强度可达16.18 MPa，电阻率低至570μΩ/m。经过200 h高温老化实验，接头的剪切强度仍可达到9.38 MPa，验证了该烧结工艺的可靠性。文中所提出的工艺为实现第三代半导体芯片的可靠互联提供了新思路。     

三维点扩散函数层距与图像复原的关系

为研究三维点扩散函数层距与图像复原的关系,对数字共焦光学显微成像系统3D-PSF的构成、3D-PSF不同层距与图像复原效果的关系进行理论分析。通过仿真实验,研究了不同放大倍数的3D-PSF,在不同层距,相同层数和径向大小的情况下与图像复原效果的关系。实验表明:层距小于0.6μm时,放大倍数为40倍,图像在层距为0.5μm处取得最佳复原效果,放大倍数为20倍和10倍时,图像在层距为0.025μm处取得较好的复原效果。研究结果为在细胞切片的采集和三维显微图像复原实际应用中对3D-PSF的层距选取提供了理论依据和选取方法。     

剪切方式对冷轧无取向硅钢边部磁畴的影响

为提高无取向硅钢导磁性能,研究了不同剪切方式对无取向硅钢剪切处磁畴结构的影响。利用纳米磁流体观测无取向硅钢剪切后边部磁畴结构。结果表明,硅钢无论在机械剪切还是线切割后的边部磁畴都会发生不同程度的改变:线切割对边部磁畴结构改变较小,边部磁畴分布均匀且连续,在距边缘0～20μm范围内出现磁畴宽度变小现象;机械剪切对磁畴的改变较为严重,剪切处磁畴零乱且不连续,在距边缘20μm处仍难以观察到完整的磁畴结构。     

基于罗森-拉姆勒分布函数的粉尘分散度分析

根据罗森-拉姆勒分布函数推导粉尘分布规律的原理,对王庄煤矿4339工作面四个点的粉尘粒度分布数据进行回归处理后,得出该工作面的粉尘粒度分布规律. 结果表明:进风巷距工作面5m处粒径为5μm以下的粉尘占14.8%,5～10μm的占32.5%,10μm以上的为52.7%,粉尘粒度集中分布在5～20μm;转载点粉尘粒度集中分布在5～10μm;工作面50#支架处的粉尘粒度集中分布在5～10μm;回风巷离工作面20m处的粉尘分散度集中分布在5～20μm. 依据各点粉尘粒度集中分布的特点提出相应的防尘建议.     

自升式平台桩腿各构件对桩腿强度影响规律探讨

根据ABS规范以及AISC规范,计算了不同桩腿节距高度和主弦杆间距的自升式平台的等效桩腿刚度、风暴自存工况强度及不同弦杆和撑杆壁厚的自升式平台风暴自存工况强度,得出了桩腿节距高度、主弦杆间距、弦杆和撑杆剖面壁厚对桩腿强度的影响规律,从而对自升式平台的桩腿选型、优化设计及结构加强起到一定指导意义.     

交错排列柱状微结构表面池沸腾换热实验研究

为了进一步提高交错排列柱状微结构表面的换热性能,通过改变柱状微结构中心距和形状以提高表面换热系数及临界热流密度。以FC-72为工质,对不同的交错排列柱状微结构硅片在3种过冷度(15、25、35K)下进行了池沸腾换热实验研究,并与同工况下光滑表面硅片的结果进行了对比。通过干腐蚀技术在硅片表面加工出宽×高为30μm×60μm、30μm×120μm的方柱微结构,中心距分别为45、60、75μm,以及直径为38μm、中心距为60μm、高度分别为60μm和120μm的圆柱微结构。实验结果表明,临界热流密度和沸腾换热系数并非随中心距的增大呈现出单调增或减的规律。中心距为45μm的表面在核态沸腾区具有更高的换热系数,而对于高度为60、120μm的方柱微结构,临界热流密度最高的分别是中心距为60μm的表面(54.6 W/cm~2)和中心距为120μm的表面(60.72 W/cm~2)。当方柱中心距与边长之比大于等于2时,增大中心距对临界热流密度影响很小,最大增加了2%;当方柱中心距与边长之比小于2时,增大中心距对临界热流密度有显著影响,最大增加了14%。当换热面积相同时,圆柱微结构的换热性能要好于方柱微结构,并且临界热流密度相比于方柱微结构表面和光滑表面分别最大提高了13%和124%。另外,临界热流密度随着过冷度的增大而增大,同时沸腾起始点有所滞后。     

丙烯酸酯改性大豆蛋白制备胶黏剂

为有效提高胶黏剂的胶合强度,用丙烯酸酯接枝大豆蛋白进行乳液聚合反应,得到丙烯酸酯改性大豆蛋白胶黏剂;采用FT-IR表征产物,考察丙烯酸酯接枝大豆蛋白胶黏剂的固含量、黏度;通过正交试验确定胶黏剂制备、胶合板样板压制的最佳工艺条件.结果表明:改性大豆蛋白胶黏剂固含量为24.0%～27.3%,耐水性明显高于普通大豆蛋白胶;改性胶黏剂最佳制备工艺条件为p H在8.0～8.5,m(大豆蛋白)∶m(水)∶m(马来酸酐)∶m(引发剂)为80∶150∶3∶10,在该配比下胶合强度最好,胶合板的耐水性提高,胶合强度在0.70 MPa以上,均符合国家标准GB/T 9846—2004Ⅱ类胶合板要求;压制胶合板样板的最佳工艺条件为温度120℃、压强1 MPa、压板时间10 min,胶合板性能最佳,胶合强度达到1.12 MPa.