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采用纳秒激光直接连接蓝宝石和因瓦合金
在现代材料科学领域,透明脆性材料与金属之间的高效连接技术一直是一个重要的研究方向。这些材料因其独特的光学性能、耐腐蚀性和高温稳定性,在航空航天、医疗设备和消费电子产品等多个高科技领域中得到了广泛应用。然而,由于透明脆性材料与金属之间存在显著的热膨胀系数差异,实现高质量、高可靠性的连接仍面临诸多挑战。传统的连接方式,如胶接、机械连接、钎焊和扩散焊,虽然在某些应用中表现良好,但在满足高精度、低应力和高效率的需求方面仍存在局限。因此,寻找一种新型的连接方法成为迫切需要。近年来,随着纳米秒激光技术的快速发展,其在材料连接方面的潜力逐渐显现。纳米秒激光具有高峰值功率、较小的热影响区和较高的加工精度,同时
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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采用粗金属丝作为原料的线弧定向能量沉积法制备亚稳态β合金Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al:微观结构与力学性能研究
钛合金因其优异的强度、耐腐蚀性和轻量化特性,长期以来受到航空航天、海洋工程以及生物医学等领域的关注。Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(简称Ti-15–3)作为一种亚稳态β相钛合金,因其在冷成形性和降低后续加工成本方面的优势,被广泛应用于航空制造中。然而,其在应用上的扩展仍受到材料配方成本高、加工窗口狭窄以及下游材料需求变化等因素的限制。本研究旨在探索一种新的制造路径,通过使用现有的粗直径(直径为3.0 mm)金属丝材料,结合等离子体辅助的电弧定向能量沉积(P-waDED)技术,以实现Ti-15–3的大规模组件制造,并评估其在增材制造过程中的机械性能和微观结构特征。### 一、研究背景与意义
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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电镀电流密度和退火处理对先进半导体封装中再分布层翘曲度及可靠性的影响
半导体封装技术正朝着更高集成度和更低成本的方向发展,其中重分布层(Redistribution Layer, RDL)作为连接芯片与封装基板的核心结构,其可靠性直接关系到整个系统的性能。针对RDL制造过程中残余应力引发的翘曲和热疲劳失效问题,韩国汉阳大学机械集成工程系的研究团队通过系统性实验和数值模拟,揭示了电镀电流密度与后热处理工艺对材料性能及结构稳定性的影响机制。该研究为先进封装中RDL的工艺优化提供了理论依据。### 一、技术背景与挑战随着芯片堆叠层数的增加和互连线宽的缩小,RDL结构面临双重挑战:一方面,多层金属与介质材料的系数热膨胀(CTE)失配会导致热应力累积;另一方面,电镀工艺中
来源:Materials & Design
时间:2025-09-19
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硬-软协同作用的气凝胶纤维/纳米网触发了可拉伸纤维/氧化石墨烯超气凝胶的生成,从而实现了高性能的个人加热系统
在当前全球气候变化加剧的背景下,极端寒冷天气的频发对人类的热舒适性提出了严峻挑战。为了应对这一问题,科学家们不断探索新的材料和技术,以实现更高效的热管理。其中,高性能气凝胶材料因其卓越的隔热性能和轻质特性,被视为解决这一难题的关键方向。然而,传统气凝胶材料在实现轻质、机械强度以及主动加热功能方面仍存在诸多限制。本文介绍了一种新型的可拉伸“meta”气凝胶材料,它通过三维电纺/网化自组装技术直接合成,具备独特的拓扑结构,能够同时满足热管理的多种需求。这项研究的核心在于构建一种具有双网络结构的气凝胶材料。这种结构由刚性的气凝胶纤维和柔软的自组装纳米网络组成,能够有效增强材料的机械性能和热管理能力。
来源:Materials Today
时间:2025-09-19
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综述:深度反应离子刻蚀在X射线光栅制造中的应用:综述
在现代科学与工程领域,X射线相位对比成像技术正逐渐成为一种重要的成像手段。这项技术通过利用X射线在物质中的相位变化来获取更丰富的图像信息,尤其适用于那些对X射线吸收较弱的材料,例如生物软组织和碳纤维增强塑料。然而,这项技术的广泛应用仍然面临一些关键挑战,其中最突出的就是高长宽比(aspect ratio)光栅的制造。高长宽比的光栅结构对于实现高灵敏度和高分辨率至关重要,但其制造过程中的复杂性使得这一技术在实际应用中受到了限制。光栅的制造与X射线相位对比成像技术的发展密不可分。光栅的长宽比决定了其对X射线的操控能力,因此,提高这一参数是推动XGI(X射线光栅成像)技术发展的重要方向。目前,硅基平
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-19
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热湿耦合效应对先进扇出型封装分层可靠性的影响
随着人工智能、云计算、自动驾驶和智能制造等技术的快速发展,高性能计算(HPC)系统的需求不断上升。这一趋势推动了电子设备向微型化方向演进,要求更高的互连密度、更小的封装尺寸、更好的电气性能以及更低的制造成本。然而,传统封装技术如倒装芯片球栅阵列(FCBGA)在可扩展性和I/O密度方面存在局限。为应对这些挑战,先进的封装方案,如2.5D集成和扇出(Fan-out, FO)封装技术,逐渐成为研究热点。扇出封装技术通过使用重布层(Redistribution Layer, RDL)和硅中介层(Silicon Interposer)实现了更精细的芯片与基板之间的互连。这种封装方式能够满足高性能应用对高
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-19
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通过直流电阻加热辅助的短时预处理,提高镁合金管材的塑性
本文探讨了通过直接电阻加热(RH)辅助预处理来提升ZM21合金管材在血管支架冷加工过程中的塑性和成形性。ZM21合金因其低弹性模量、与天然骨骼相似的特性、良好的生物相容性和可降解性,被认为是制造可降解血管支架的有前景材料。然而,由于镁合金本身的滑移系统有限,其在常温下的成形性较低,容易引发孪生现象,从而使得通过冷变形工艺制造管材变得复杂。为了解决这一问题,研究者尝试通过不同的热处理方式,如高温挤压、无模拉拔和管状通道角压(TCAP)等,来改善镁合金管材的塑性。此外,等通道角压(ECAP)结合固溶和时效处理也被用于提升镁合金的成形性,但高温处理可能导致表面粗糙度增加,进而影响表面质量,加速腐蚀速
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-19
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综述:基于钙的杂化材料的晶体结构、基于密度泛函理论(DFT)的设计及其在喷涂涂层应用中的选择性抗菌活性
在当今材料科学领域,有机-无机杂化材料因其独特的结构和功能特性,正受到越来越多的关注。这类材料能够将无机材料的结构刚性与有机配体的功能多样性相结合,从而展现出广泛的应用前景。从催化、传感、能源存储到生物医学工程,这些杂化材料因其可调控的架构和多功能性而备受青睐。特别是基于乙二胺四乙酸(EDTA)和过渡金属的系统,因其EDTA的多齿配位能力,可以形成稳定而灵活的配位网络,适用于多种金属。然而,尽管过渡金属-EDTA复合物得到了广泛研究,基于碱土金属的杂化系统,尤其是钙-EDTA框架,仍然相对较少被探讨。钙作为一种重要的碱土金属,具有良好的生物相容性、低毒性和环境丰富性,这使其成为功能性材料的理想
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-09-19
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双重异质结构增强了基于CoCrNi的中等熵合金的强度和抗氢脆性
本文探讨了一种基于CoCrNi的高熵合金(High-Entropy Alloys, HEAs)在多尺度异质结构设计下对氢脆(Hydrogen Embrittlement, HE)的增强机制。氢脆是金属材料在含氢环境中常见的性能退化现象,通常会导致材料的韧性下降和脆性增加,最终引发提前断裂。在现代工业中,许多高性能金属材料被广泛应用于航空航天、汽车制造和能源等领域,这些材料对强度和抗氢脆性提出了更高的要求。然而,传统材料往往在提高强度的同时牺牲了延展性,而本文所研究的合金则通过独特的异质结构设计,实现了强度和延展性的协同提升,同时显著增强了抗氢脆性。研究中开发的CoCrNi基合金具有双重异质结构
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-19
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通过构建一种新型的FeVO₄/AgVO₃ p-n异质结构,显著提升了光电化学水分解的活性
在当前能源需求日益增长的背景下,寻找可持续的能源解决方案成为全球科研的重要方向之一。化石燃料的逐渐枯竭以及由此引发的生态环境恶化,使得人们更加关注太阳能等可再生能源的开发与利用。在众多可再生能源技术中,光电器件驱动的水分解技术因其高效、环保的特点而备受瞩目。该技术利用半导体材料作为光电极,通过吸收太阳光并将其转化为化学能,实现水分子的光催化分解,从而产生氢气。这一过程不仅有助于减少对化石燃料的依赖,还能有效缓解环境污染问题。然而,尽管该技术具有广阔的应用前景,但目前仍面临一些关键挑战。其中,光电极材料的光电转换效率较低是主要限制因素之一。这通常归因于材料内部的快速电荷复合现象以及较差的电荷传输
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-19
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L-PBF(激光粉末床熔化)制造的GH4169合金在高温下的各向异性拉伸变形:原位扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EBSD)和X射线断层扫描(X-ray tomography)研究
这项研究聚焦于激光粉末床熔融(L-PBF)工艺制造的GH4169高温合金的力学性能,特别是在高温条件下的各向异性行为。GH4169是一种沉淀硬化镍铁基合金,其组成与Inconel 718相似,广泛应用于航空发动机的高温部件。由于其优异的高温性能,包括抗疲劳、抗氧化和抗腐蚀能力,以及在高温下仍保持较高的屈服强度,GH4169在工业领域具有重要的应用价值。然而,传统制造方法如铸造和锻造在生产复杂几何形状的GH4169部件时面临诸多挑战,包括高温熔点、较差的可加工性、较长的生产周期和高昂的成本。因此,L-PBF技术因其能够实现近净成形、缩短生产周期、提高材料利用率和保证尺寸精度,成为解决这一问题的优
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-19
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通过纳米沉淀物和多尺度孪晶增强固溶强化Fe-Ni基超合金的强度-延展性协同效应
本研究围绕一种新型Fe-Ni基固溶强化超合金展开,探讨了通过定制的热机械加工工艺(Thermo-Mechanical Processing, TMP)构建混合微观结构的可能性。这种超合金在第四代核反应堆中展现出巨大的应用潜力,但其实际应用面临强度与延展性之间的固有权衡。为了突破这一限制,研究团队设计了一种包含40%冷轧和单阶段退火(900°C)的加工路线,从而在合金中形成了一种独特的混合微观结构。这种结构由变形晶粒(DGs)、细小的再结晶晶粒(RGs)、高密度的M₂₃C₆纳米析出相、纳米尺度的微孪晶(MTs)、微尺度的退火孪晶(ATs)、位错以及微织构等组成。通过这种混合结构的协同作用,合金在
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-09-19
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通过冲击波工程调控哌啶-4-羧酸盐酸盐晶体的非线性光学(NLO)特性:实验验证与密度泛函理论(DFT)分析
S. Lakshmi | R.S. Priyadharshini | M. Saravanan印度泰米尔纳德邦金奈Ramapuram市SRM科学技术学院工程与技术学院物理系摘要通过缓慢蒸发方法制备了哌啶-4-羧酸盐酸盐(4PCAHCl)的单晶,并对其进行了详细表征。利用单晶X射线衍射(SXRD)确定了其结构排列和晶胞参数,通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱法进行了官能团鉴定。粉末X射线衍射(PXRD)验证了其相纯度和结晶性,扫描电子显微镜(SEM)提供了形态学信息。特别研究了马赫数为1.2的冲击波处理对其光学和非线性光学性能的影响。冲击波处理后的晶体在紫外-可见-近红外(UV–Vis–NIR)
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-19
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Green合成了一种二维/三维SnO₂半导体超灵敏传感器,用于电化学检测过氧化氢
绿色合成的SnO₂(G-SnO₂)在氢过氧化物(H₂O₂)检测中的应用研究氢过氧化物(H₂O₂)是一种在环境、食品和生物医学工业中广泛应用的重要化学物质。它不仅是许多生物化学反应的副产物,还参与细胞信号传导过程,作为细胞内氧化应激的指示物。为了监测H₂O₂的浓度,研究者们已经开发出多种技术,包括荧光、比色、化学发光、色谱等。其中,电化学传感因其简便、高灵敏度、快速响应和经济性,成为一种备受关注的检测手段。电化学检测依赖于H₂O₂在电极表面的还原反应,其电子转移过程对传感器性能至关重要。传统的电化学传感方法通常需要使用贵金属催化剂,如金(Au)或铂(Pt),以提高反应效率。然而,这些催化剂的使用
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-19
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用于有机场效应晶体管的乙炔基二噻吩[3,2-b:2′,3′-d]噻吩衍生物的分子工程
本研究探讨了一种基于二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩(DTT)的五种新型小分子半导体材料的设计与性能。这些分子通过在DTT核心上引入不同的端基取代基,进一步优化了其溶解性、分子排列以及电荷传输特性。实验结果显示,这些材料在有机场效应晶体管(OFET)中均表现出p型半导体行为,其中化合物3在常温常压下展现出最优的电荷传输性能,其载流子迁移率达到了0.036 cm²/V·s,且开/关电流比超过了10⁶。这些成果为开发高性能的有机半导体材料提供了新的思路,并强调了合理端基修饰在提升分子组装质量和薄膜结晶度方面的重要性。有机半导体材料因其成本低廉、可弯曲性好、大面积加工能力以及易于溶液加工等
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-09-19
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基于PVDF-PPY的四元柔性复合薄膜在电磁干扰屏蔽性能方面的应用
随着电子通信技术的迅猛发展,电磁污染问题日益严重,这促使了对先进电磁干扰(EMI)屏蔽材料的深入研究。为了应对这一挑战,科学家们不断探索新的材料体系,以实现更高效的电磁屏蔽性能,同时兼顾轻量化和柔性的需求。本文介绍了一种新型的四元聚合物-陶瓷纳米复合材料,通过简单的溶剂浇铸法合成,形成了一种薄型、轻质且具有高度柔韧性的EMI屏蔽薄膜。该材料在多个方面表现出优异的性能,为柔性电子设备、EMI屏蔽组件以及航空航天和汽车等高端工程领域提供了新的解决方案。电磁干扰是现代电子设备广泛应用带来的不可避免问题。从通信设备到家用电器,各种电子产品在运行过程中都会产生电磁辐射,这些辐射不仅可能对人类健康造成潜在
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-19
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高性能闪烁体的第一性原理研究:CsSrI₃钙钛矿中的Tl掺杂
本文聚焦于通过理论计算手段,探索铯锶碘(CsSrI₃)及其铊(Tl)掺杂材料在辐射探测领域的潜在应用。研究采用密度泛函理论(DFT)对这两种材料的电子结构和光学特性进行了系统分析,旨在揭示其发光机制以及掺杂对其性能的影响。随着科学技术的发展,辐射探测技术在医疗影像、核物理、高能物理等领域扮演着越来越重要的角色。而作为辐射探测的核心组件,闪烁体材料的性能优化成为研究重点。本文通过对CsSrI₃及其Tl掺杂版本的深入分析,揭示了掺杂对材料性能的显著提升,同时为未来新型闪烁体的设计提供了理论依据。CsSrI₃作为一种新型的卤化物闪烁体材料,其结构和电子特性为研究提供了良好的基础。从结构角度来看,Cs
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-09-19
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关于SrHI Matlockite及其第4族过渡金属掺杂衍生物(TiHI、ZrHI、HfHI)可调性的研究进展,这些材料在先进电子学、光催化、光电子学和氢储存领域具有广泛应用潜力:基于第一性原理的计算
在现代材料科学的快速发展背景下,层状卤化物化合物因其独特的结构和电子特性,成为研究热点。Matlockite是一类具有ABX通式结构的层状卤化物,其中A位为二价阳离子(如Sr、Ba、Pb),B位为过渡金属或后过渡金属,X位为卤素(F、Cl、Br、I)。这类材料因其在光电子、超导以及氢储存等领域的潜在应用而受到广泛关注。尽管已有大量研究聚焦于Matlockite结构的光学和结构性质,但关于B位过渡金属掺杂对其结构稳定性、电子特性以及氢储存能力影响的研究仍显不足。因此,本文通过第一性原理计算方法,系统地探讨了SrHI及其过渡金属掺杂衍生物(TiHI、ZrHI、HfHI)的结构、电子、光电子以及氢储
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-09-19
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ITO/Cu₂SnS₃薄膜的制备与性能表征:用于提升热电发电机的性能
本研究聚焦于一种新型的热电发电机(TEG)材料体系,即利用铜锡硫化物(Cu₂SnS₃,简称CTS)和氧化铟锡(ITO)薄膜构建的P-N结结构。该结构旨在高效地将废热转化为电能,从而在微型热电发电机领域展现出潜在的应用价值。随着全球能源需求的持续增长和对可持续能源技术的关注,热电材料的研究变得尤为重要。特别是,通过开发具有优异热电性能的材料,能够显著提高能量转换效率,为能源回收和低功耗设备供电提供创新解决方案。在当前的研究中,团队采用射频磁控溅射技术(RF sputtering)制备了CTS和ITO薄膜。这种方法不仅能够实现对薄膜厚度、平整度以及成分的精确控制,还能够在较低的温度条件下进行沉积,
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-09-19
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关于“玻璃成分对含欧镥的中孔生物活性玻璃纳米粒子网络结构及矿化过程的影响”的评论
这项研究提出了一种基于回收尼龙66(PA66)的新型高灵敏度摩擦纳米发电机传感器(PN-Sensor),为现代智能体育运动监测提供了一种创新解决方案。随着体育竞技的日益激烈,运动员的训练水平对比赛表现和竞技状态有着直接而深远的影响。因此,开发出能够准确、实时捕捉运动员运动状态的监测设备,成为了推动体育科学进步的重要方向。传统的可穿戴设备虽然在某些方面表现出色,但其重量和体积往往会对运动员的训练造成干扰,同时其灵敏度和数据采集能力也难以满足专业训练的需求。此外,这些设备的制造材料多为高成本或高污染的资源,这不仅增加了经济负担,也对环境造成了压力。摩擦纳米发电机(TENG)作为一种新兴的自供电技术
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-09-19