检索结果-内蒙古大学图书馆

中国材料进展 2022年第10期41卷 808-818页

作者：丁朝刚徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

向金属中加入纤维、颗粒、晶须等增强体是提高金属复合材料力学性能的重要途径。而现代工业的不断发展对材料的多功能性提出了更高的要求。为改善材料的综合性能,保证其在高温、辐照等极端条件下的使用,研究人员设计了由纳米级交替层组... 详细信息

向金属中加入纤维、颗粒、晶须等增强体是提高金属复合材料力学性能的重要途径。而现代工业的不断发展对材料的多功能性提出了更高的要求。为改善材料的综合性能,保证其在高温、辐照等极端条件下的使用,研究人员设计了由纳米级交替层组成的材料体系——纳米多层金属复合材料。由于其具有极高的界面密度,可以有效地阻碍位错移动从而强化材料,同时促进了辐照缺陷的吸收,有效减轻金属的辐照损伤,在快堆、聚变堆等先进核反应堆中具有重要的应用前景。近年来,纳米多层金属复合材料在国内外得到了广泛而深入的研究,在制备技术、结构表征和综合性能等研究方面取得了长足的进步。以Cu/Nb纳米多层复合材料为例,综述了其制备技术、变形行为及热稳定性、抗辐照性、导电性等综合性能的研究进展,并探讨了纳米多层金属复合材料的发展趋势及应用前景。

关键词：纳米多层金属复合材料沉积复合技术累积叠轧技术 Cu/Nb纳米多层复合材料变形行为抗辐照损伤导电性

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TA15钛合金齿轮结构电流辅助微成形工艺研究

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机械工程学报 2021年第1期57卷 210-216页

作者：包建兴徐杰曲家正白嘉楠单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对钛合金室温塑性差、高温成形模具易损坏、成形精度差等问题,提出了TA15钛合金微齿轮结构电流辅助微成形工艺。利用有限元模拟和实验相结合的方法,分析了浮动成形和分流孔直径对微齿轮电流辅助成形载荷和流动行为的影响规律。结果表... 详细信息

针对钛合金室温塑性差、高温成形模具易损坏、成形精度差等问题,提出了TA15钛合金微齿轮结构电流辅助微成形工艺。利用有限元模拟和实验相结合的方法,分析了浮动成形和分流孔直径对微齿轮电流辅助成形载荷和流动行为的影响规律。结果表明浮动成形降低了微齿轮的成形载荷并有利于齿形下端角的填充,中空分流时分流孔直径为2.3~2.5 mm成形载荷和坯料填充流动最佳。对微齿轮结构进行显微组织和成形性能分析,结果显示,齿形填充完整度较好,金属流线沿轮廓分布,齿面力学性能分布均匀,等轴组织基本被保持。

关键词：齿轮结构电流辅助成形中空分流微成形钛合金

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纳米操作技术研究及应用进展

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中国激光 2021年第8期48卷 196-210页

作者：王根旺管延超王扬丁烨杨立军哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的纳米操作... 详细信息

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的纳米操作技术以及光镊技术的研究进展进行了介绍及总结,简单阐述了三种操作技术的基本原理及特点,并在此基础上分析了不同操作技术存在的问题,介绍了几种典型的操作系统和操作策略的改进方法,进一步概括了三种操作技术在纳米材料测试及器件制造中的应用。最后针对三种操作技术的优势、适用范围以及目前仍存在的问题进行分析与总结,探讨了三种操作技术的适用范围,并对不同操作技术的结合进行了展望。

关键词：激光光学光镊或光操作纳米操作扫描探针显微镜电子显微镜纳米器件

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基于纳米操作的纳米线钎焊结构组装及互连

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中国激光 2021年第8期48卷 281-289页

作者：管延超王根旺王扬丁烨杨立军哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

近年来,纳米线在纳米电子学、纳米光子学、纳米医学和纳米机电系统等领域的应用逐渐广泛,纳米线的连接已经成为未来器件小型化和集成化的关键问题。为了实现良好的纳米线互连,提出了一种基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米线-纳米钎料原位... 详细信息

近年来,纳米线在纳米电子学、纳米光子学、纳米医学和纳米机电系统等领域的应用逐渐广泛,纳米线的连接已经成为未来器件小型化和集成化的关键问题。为了实现良好的纳米线互连,提出了一种基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米线-纳米钎料原位互连结构组装、钎焊互连的方法。利用开发的SEM纳米操作平台,实现了直径为100 nm左右的ZnO纳米线与直径为180~300 nm的Ag纳米钎料的同基底互连结构组装。利用SEM聚焦电子束辐照熔融纳米钎料实现了纳米线钎焊互连,利用双探针纳米操作系统对焊接后的纳米线进行电流-电压(I-V)测试,钎焊后的纳米互连结构成功实现电流导通。

关键词：集成光学钎焊纳米操作纳米线互连组装电子束辐照

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金刚石辐射伏特效应同位素电池器件研究进展

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人工晶体学报 2022年第5期51卷 801-813页

作者：刘本建张森郝晓斌文东岳赵继文王伟华刘康曹文鑫代兵杨磊韩杰才朱嘉琦特种环境复合材料技术国家级重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨 150001 哈尔滨工业大学分析测试中心哈尔滨 150001 特种环境复合材料技术国家级重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨 150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨 150001

微机电系统、深空、深海探测任务等对于长效、便携电源提出了更高的要求.同位素电池由于其能量密度高、功率输出稳定,可以在高低温、无太阳光照等极端环境下持续不断地为月球车、海底探测器等提供能量.作为同位素电池中的主要类型,辐射... 详细信息

微机电系统、深空、深海探测任务等对于长效、便携电源提出了更高的要求.同位素电池由于其能量密度高、功率输出稳定,可以在高低温、无太阳光照等极端环境下持续不断地为月球车、海底探测器等提供能量.作为同位素电池中的主要类型,辐射伏特效应同位素电池由于其理论能量转换效率高、易于微型化被广泛研究,并已经成功应用于心脏起搏器.宽禁带的半导体换能结器件制作的同位素电池能够获得更高的能量转换效率.宽禁带半导体中的代表金刚石具有5.5 eV的禁带宽度与耐辐射的特性,使其成为制作辐射伏特效应同位素电池换能结器件的最佳选择.随着化学气相沉积技术的发展,金刚石晶体的外延技术突飞猛进,为金刚石半导体器件的发展打下了材料基础.本文对比了常见的同位素电池换能结用半导体材料和辐射源材料的特性,介绍了辐射伏特效应的基本原理,接着对辐射伏特效应同位素电池的关键参数进行了分析,并汇总了有关金刚石辐射伏特效应同位素电池研究的文献,通过各个参数,如开路电压、转换效率等的对比,指出了目前金刚石同位素电池发展的状态与存在的问题.通过分析金刚石与其他n型半导体材料组成的异质pn结目前的性能与应用情况,给出了基于金刚石异质pn结的高性能同位素电池的结构设计,并进行了总结与展望.

关键词：同位素电池辐射伏特效应金刚石肖特基器件开路电压半导体换能结转换效率

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飞秒激光辐照氧化石墨烯的纳结构与电化学性能研究

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中国激光 2021年第8期48卷 250-257页

作者：李强丁烨杨立军王扬教育部微系统与微结构制造重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段,采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030 nm和257 nm两种飞秒激光波长辐照下氧... 详细信息

氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段,采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030 nm和257 nm两种飞秒激光波长辐照下氧化石墨烯的形貌与结构特征,发现1030 nm激光辐照产生的条纹周期纳结构主要由入射激光与表面等离激元干涉作用而形成,257 nm激光辐照产生的沟槽微纳结构主要归因于光化学作用。通过拉曼测试和电化学阻抗谱分析表明,相比于257 nm激光作用,1030 nm激光辐照下氧化石墨烯还原程度更高,电极反应过程中接触电阻更小且有利于电荷转移和离子的扩散。

关键词：激光技术飞秒激光氧化石墨烯纳结构电化学性能

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封面图片说明

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材料科学与工艺 2023年第5期31卷 37-37页

作者：徐杰(图文) 包建兴(图文) 丁朝刚(图文) 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室

随着钛合金、高温合金等高强难变形材料在微机电系统的应用,单纯依靠模具施加载荷的微成形技术难以进行,利用电流与材料的相互激励作用,能够改善材料的塑性流动能力和降低成形温度,突破微成形尺度极限和扩大可加工材料的范围,极大促进... 详细信息

随着钛合金、高温合金等高强难变形材料在微机电系统的应用,单纯依靠模具施加载荷的微成形技术难以进行,利用电流与材料的相互激励作用,能够改善材料的塑性流动能力和降低成形温度,突破微成形尺度极限和扩大可加工材料的范围,极大促进微成形技术的发展和应用。在本期刊载的“电流辅助微成形技术研究进展”一文中,哈尔滨工业大学的徐杰教授等人从电流诱发的非热效应、焦耳热效应和附加效应三方面综合评述了电致塑性效应作用的物理机制,分析了电流激励下材料成形性和应力降等力学性能的响应规律,并从电流对材料回复、再结晶及相变等微观组织的影>响方面探讨了电致塑性效应的微观作用机理。

关键词：电致塑性效应微成形难变形材料高温合金焦耳热效应成形温度附加效应微机电系统

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铝锂合金薄板微结构辊压微成形缺陷及其电致塑性效应数值模拟研究

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精密成形工程 2023年第10期15卷 82-94页

作者：汪鑫伟高鹏永石胜龙刘琛徐杰王春举李建伟郭斌单德彬哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001 苏州大学机电工程学院江苏苏州215131 北京航星机器制造有限公司北京100013

目的研究微结构形状及尺寸、压下量、温度、电流强度和电流路径对电流辅助辊压成形的影响规律,分析辊压过程中多物理场耦合行为,探究电致塑性效应对辊压成形的作用机理,并以此来解决薄板微结构形性协同控制关键问题。方法采用ABAQUS建... 详细信息

目的研究微结构形状及尺寸、压下量、温度、电流强度和电流路径对电流辅助辊压成形的影响规律,分析辊压过程中多物理场耦合行为,探究电致塑性效应对辊压成形的作用机理,并以此来解决薄板微结构形性协同控制关键问题。方法采用ABAQUS建立微结构辊压有限元模型,通过辊压成形数值模拟方法进行相关研究。首先设计了三因素三水平正交试验,探究了沟槽形状、沟槽深度、压下量对成形效果的影响。其次通过改变电流大小、对比辊对辊(R2R)和辊对板(R2P)2种电流路径、对比电流辅助辊压和等温辊压模拟试验来依次探究电流强度、电流路径、电流的非热效应对铝锂合金薄板微结构辊压成形过程中微结构填充率与板材翘曲高度等辊压成形缺陷的影响规律。结果在R2R电流路径下,电流分布于整个板厚空间,而在R2P电流路径下,电流主要分布于材料表面,2种路径下的温度与应力分布相似,但R2R下的峰值温度略高,约高20℃;峰值应力略小,约小35MPa。当压下量与微沟槽宽度越大、沟槽形状越接近矩形时,辊压填充高度和翘曲高度均越大。在相同温度下,与等温辊压相比,电流辅助辊压微结构填充高度更高。三角形微沟槽在100 A、30%压下量时的辊压填充高度提升率高达7%。在等温辊压下,微结构填充时的塑性流动主要分布于表层;而在电流辊压下,微结构填充时的塑性流动在整个板厚范围内分布得较为均匀,且应力集中不明显。温度对辊压微结构薄板翘曲程度的改善作用较小,电致塑性效应大幅改善了微结构薄板辊压翘曲程度,翘曲高度减小约70%。结论从焦耳热均匀性角度来看,电流路径选择R2R更优。通过改变压下量、微沟槽宽度与形状可以改变微结构辊压成形效果。相较于等温辊压,电流辅助辊压可以提高辊压填充高度、减小板材翘曲高度,故其成形效果更好,说明电流非热效应可以促进辊压成形的进行。

关键词：铝锂合金电流辅助成形缺陷微结构电致塑性效应

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单晶金刚石异质外延生长过程中的位错行为及其控制工艺研究进展

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新型炭材料 2021年第6期36卷 1034-1048页

作者：王伟华王杨舒国阳房诗舒韩杰才代兵朱嘉琦哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈工大机器人(中山)无人装备与人工智能研究院广东中山528521 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

位错是异质外延单晶金刚石合成过程中的重要线缺陷,而降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战。本文以降低Ir衬底上异质外延金刚石膜中位错密度为目标,首先对该过程中的位错产生、类型、表征等进行阐释,然后从理论与工艺... 详细信息

位错是异质外延单晶金刚石合成过程中的重要线缺陷,而降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战。本文以降低Ir衬底上异质外延金刚石膜中位错密度为目标,首先对该过程中的位错产生、类型、表征等进行阐释,然后从理论与工艺相结合的角度总结了加剧位错反应(增加外延层厚度,偏轴衬底生长)、除去已有位错(横向外延过度生长,悬挂-横向外延生长,图形化形核生长)及其他方法(三维生长法、金属辅助终止法、采用金字塔型衬底法)在降低金刚石位错密度方面的最新进展,随后结合经典的大失配异质外延半导体体系降低位错的理论,提出了衬底图形化技术、超晶格缓冲层技术和柔性衬底技术等可通过抑制引入位错来进一步降低位错密度的研究方向,最后对本领域的发展现状和未来展望进行了总结。

关键词：单晶金刚石异质外延位错控制横向外延过度生长衬底图形化

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DD6合金微孔的水导激光加工工艺

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金属加工（冷加工） 2023年第9期 1-5页

作者：王水旺谢万达丁烨杨立军哈尔滨工业大学机电学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

随着航空发动机性能的不断提升,燃烧室的工作温度也越来越高。为提升航空发动机涡轮叶片在高温条件下的工作性能,通常在叶片表面制取气膜孔,气膜孔的加工质量对其承载能力和使用寿命的影响至关重要。激光加工技术是目前制备气膜孔的主... 详细信息

随着航空发动机性能的不断提升,燃烧室的工作温度也越来越高。为提升航空发动机涡轮叶片在高温条件下的工作性能,通常在叶片表面制取气膜孔,气膜孔的加工质量对其承载能力和使用寿命的影响至关重要。激光加工技术是目前制备气膜孔的主要方法之一,所采用的激光光源主要分为长脉冲激光、短脉冲激光和超短脉冲激光。长脉冲激光和短脉冲激光制孔过程中会产生微裂纹和重铸层,超短脉冲激光对材料几乎没有热损伤,但是对加工设备和工作环境要求较高,且加工效率不高。因此,为满足高质量气膜孔的加工需求,提出水导激光加工方法,自行搭建了一套水导激光加工系统,并进行DD6合金制孔试验。试验成功制取了400μm直径的直孔和45°斜孔,加工出的气膜孔几乎无重铸层和微裂纹,不存在热影响区,为气膜孔加工提供了一种有效的技术参考。

关键词： DD6合金气膜孔水导激光斜孔

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