化学镀Ni-P/Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE微连接焊点热时效过程组织与性能

为探究化学镀Ni-P无铅焊点在热时效作用下的组织与性能,采用化学镀方法在T2紫铜表面制备Ni-P层,使用Sn_(2.5)Ag_(0.7)Cu_(0.1)RE钎料通过回流焊方法制备化学镀Ni-P无铅焊点。结果表明:微焊点Ni-P/钎缝过渡区域金属间化合物(IMC)初始组织为呈块状的(Ni,Cu)_(3)Sn_(4),平均厚度为1.5μm。在180℃条件下时效100 h过程中,微焊点Ni-P/钎缝过渡区(Ni,Cu)_(3)Sn_(4)IMC形貌逐渐转变为层状并增厚至3.3μm,微焊点剪切断裂位置由钎缝处向Ni-Sn-P/IMC交界处转移,断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂,相应微焊点的推剪力由初始的16 N下降11.9%。

基于案例库教学的创新与实践

根据材料与化工专业研究生的培养目标,结合企业生产实际,将案例教学和理论知识高效融合,丰富案例库内容,并将案例库系统化分类,构建了开放式的案例库。结合河南科技大学材料与化工专业型研究生培养的特点,形成了一套案例库教学的组织和实践方法,对于提升学生的主观能动性、分析与解决问题能力、团队协作能力及专业综合能力,具有较好的实践效果。

星基并置轨道配置对地球自转参数解算的影响

为了进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)和卫星激光测距(SLR)低轨卫星(LEO)星基并置对于地球自转参数(ERP)解算的贡献,综合评估星基并置轨道配置和空间连接误差对地球自转参数解算的影响:通过仿真实验,联合地面全球定位系统(GPS)、低轨卫星星载GPS,以及低轨卫星激光测距观测数据,分析低轨卫星轨道配置、空间连接误差对地球自转参数解算精度的影响。结果表明,ERP的估计精度受低轨星基并置站的轨道高度和倾角影响较为明显;相比于低轨道、低倾角卫星,高轨道、高倾角卫星对于极移参数的解算精度提升效果更为显著,这主要是得益于该轨道配置可提供更多的SLR观测数据;此外,空间连接误差分析结果表明,ERP对于低轨卫星SLR棱镜质心改正的误差更加敏感,特别是在Z向,2 cm的Z向SLR棱镜质心改正误差可使得极移X分量和Y分量的估计精度分别下降24%和14%。

产科教深度融合下专业型研究生培养质量提升探索

随着国家经济的快速发展,对专业型研究生的创新能力和服务社会能力提出更高的要求。围绕专业型硕士研究生在人才培养过程中的定位和目标,分析当前在人才培养过程中的弊端,提出产教协同,深度融合的方式培养专业型硕士研究生。结合河南科技大学在材料与化工专业型硕士研究生的人才培养过程,基于“研”有模式、“研”有名师、“研”有平台、“研”究章循、“研”有魂铸及“研”有成效等产科教深度融合的模式下,多方面进行阐述,探讨产科教深度融合下研究生培养,并提出相应的策略,为高质量专业型硕士生的培养提供参考借鉴。

Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头电迁移特性研究

针对微焊点服役下的电迁移可靠性检测,设计制造了满足焊点在理想电迁移环境下的试验装置。结果表明:通过热分解法制备Ni-GNSs增强相,得到的Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头能有效抑制电迁移现象的发生。在电加载条件下,随电流密度升高,Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu接头阳极区界面金属间化合物(IMC)由起伏扇贝状转变为平坦厚大的板状,并出现了明显Cu 3Sn;阴极区界面IMC由锯齿状转变为薄条状,且有明显空洞裂纹。钎焊接头断裂位置从阴极界面IMC/钎缝的过渡区向阴极界面IMC迁移,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变,剪切强度明显下降。

Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头的电迁移组织与性能

研究了电流密度与温度对Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头电迁移界面组织与力学性能的影响。结果表明:当钎焊接头电流密度达7×10^(3)A/cm^(2)、温度为100℃以上,阳极侧界面金属间化合物(IMC)以Cu_(6)Sn_(5)相为主、厚度逐渐增大并形成Cu_(3)Sn相,阴极侧界面的IMC Cu_(6)Sn_(5)逐渐溶解,且Cu_(3)Sn相伴随空洞形成;电流密度升高,促进了阴阳极区电迁移非对称生长;温度升高,促进了阳极区IMC生长,一定程度抑制了阴极区IMC的溶解;随电流密度与温度的增大,断裂位置由钎缝区向界面IMC方向移动,断口由呈韧窝为主的韧性断裂向解理刻面为主的韧脆混合断裂转变。通过热分解法制备的Ni-rGO增强相可有效提高钎焊接头的使役寿命。

可靠性度量下的SDH承载配网线路光纤差动保护逻辑优化

SDH承载配网的节点分布存在偏差,在分配时难以实现节点互通,对配网光纤分配造成较大影响,无法及时对配网线路进行差动保护。为了提升SDH承载配网线路光纤差动保护的实时性,设计了一种可靠性度量下的SDH承载配网线路光纤差动保护逻辑优化方法。在分层和分割的正交关系设定下,以垂直和水平两个方向划分SDH承载配网光纤的传输结构,形成电路层、通道层以及传输媒介层。按照全电流模式和故障分量模式定义差动保护依据,通过差动保护整定值设定,增加配网线路光纤差动保护的灵敏度。考虑配网线路光纤分配模式,随机选择2组判断变量,以可靠性度量方式建立模型,将相交区域设定为可能出现的故障位置,实现SDH承载配网线路光纤分配的差动保护逻辑优化。实验以内部故障和外部故障两种类型进行差动保护测试,新方法可以不受暂态电容电流影响,将三相差流控制在0 A,具有较高的安全性,且差动保护响应时间低于5 ms,提升了差动保护的实时性能。

6061铝合金搅拌摩擦焊曲线接头的组织与性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术及显微硬度仪等研究了6061-T6铝合金搅拌摩擦焊曲线搭接接头的显微组织和性能,重点研究了半径R对接头成形和力学性能的影响。结果表明:对于小半径(R<7 mm)的6061-T6铝合金搭接搅拌摩擦焊,会出现严重的焊接材料堆积。当半径R超过7 mm时,可以形成良好的宏观接头。接头拐角处的不同区域均由α-Al和金属间析出相β组成。热影响区(HAZ)的显微组织相对粗糙,焊核区(WNZ)颗粒最细,溶解了部分的β相。在拐角的中央WNZ处,晶粒尺寸比两端大,拐角内侧晶粒尺寸较外侧更大。接头的硬度分布呈现出“W”形,内侧HAZ区域的硬度最低。当R≤7 mm时,随着R的增加,接头的抗剪强度增加,R>7 mm时,接头抗剪强度的变化变得相对较小。在R=7 mm时,接头的抗剪强度最大,为(101.32±6.89)MPa,断裂机制主要是韧性断裂主导的混合断裂。

A6061铝合金与Q235钢电阻点焊接头组织与性能

采用热补偿电阻点焊方法对A6061铝合金与Q235低碳钢进行焊接,探讨了焊接电流、电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响,观察分析了熔核界面区反应物形貌及分布等微观组织结构特征。试验结果表明,A6061铝合金与Q235低碳钢采用热补偿电阻点焊方法能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核与较高抗剪力的点焊接头;接头熔核直径及抗剪力随焊接电流、电极压力的增大而增大;无飞溅条件下接头最大抗剪力为4.25 kN,对应的焊接电流为17.5 kA;接头界面处生成了主要由Fe2Al5和FeAl3构成的金属间化合物层。

RE含量及环境条件对SnAgCu钎焊接头蠕变断裂寿命的影响

采用搭接面积为1mm2的微型接头,研究了Ce-La混合稀土(RE)含量和环境条件对Sn2.5Ag0.7CuxRE钎料钎焊接头蠕变断裂寿命的影响。结果表明:添加微量RE可改变钎焊接头界面层金属间化合物的几何尺寸及形态,从而影响SnAgCuRE钎料合金钎焊焊点的蠕变断裂寿命。当RE添加量为0.1%时(质量分数,下同),焊点界面金属间化合物尺寸小且均匀,蠕变断裂寿命最长,为SnAgCu焊点蠕变断裂寿命的8.4倍,其值明显高于商用钎料Sn3.8Ag0.7Cu焊点的蠕变断裂寿命。在相同条件下,焊点的服役温度升高、应力增加,将导致焊点的蠕变断裂寿命下降。

SnAgCuRE系无铅钎料与表面贴装元器件的润湿适配性

采用润湿平衡法选用商用水洗钎剂,研究SnAgCuRE系无铅钎料与表面贴装元器件的润湿适配性。研究结果表明,当Sn2.5Ag0.7CuxRE系钎料合金中RE添加量为0.1%时,在钎焊温度为250℃、预热时间为15s、浸渍时间为5s的情况下,其与表面贴装元器件具有较好的润湿适配性,即具有较大的润湿力、较小的润湿角,其润湿力达到现行商用Sn3.8Ag0.7Cu钎料的水平,完全能够满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求。

不同组织超细化预处理下的异种钢超塑焊接

通过对40Cr/T10A钢试样及试样待焊面表层分别实施盐浴加热循环淬火、高频淬火及激光淬火的组织超细化预处理,探讨了钢待焊表面组织对40Cr/T10A异材恒温超塑焊(ISSW)工艺及接头质量的影响。试验结果表明,钢待焊表面组织对ISSW接头的形成有重要影响。待焊面组织越细,ISSW所需焊接温度向低温区移动,初始应变速率向高应变速率区域移动,ISSW所需时间越短;即使待焊双方一方实施组织超细化,也可实现接头抗拉强度达到40Cr母材的强度,但ISSW所需压接时间稍长。ISSW属小变形焊接,接头变形主要集中在原界面附近的淬火区,且T10A侧的变形均大于40Cr侧。

电场作用下1.6%C-UHCS/40Cr钢的超塑性焊接

基于对40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS电场作用下超塑性焊接可行性的分析,在非真空、无保护气氛下,进行了电场作用下1.6% C-UHCS/40Cr的超塑性焊接工艺试验.结果表明,当施加试样接正极、环状电极接负极的电场时,可明显提高40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS的超塑性焊接效果.与不加电场相比,当两者在外加电场+3 kV/cm、预压应力56.6 MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经20 min超塑性焊接,接头强度提高26.8%.

Sn2.5Ag0.7CuxRE钎料时效焊点界面IMC研究

以Sn2.5Ag0.7CuxRE/Cu钎焊为研究对象,借助于扫描电镜和X衍射检测手段,研究了二硫化钼介质下时效焊点界面IMC组织结构特征及生长行为。实验结果表明:时效焊点界面Cu6Sn5IMC呈现由波浪状→扇贝状→层状的形态变化。焊点界面Cu6Sn5和Cu3Sn IMC的生长厚度与时效时间平方根呈线性关系,Cu6Sn5IMC具有较小的生长激活能、较大的生长系数。添加0.1%(质量分数)RE时,界面Cu6Sn5和Cu3Sn IMC的生长激活能最大,分别为81.74 kJ/mol和92.25 kJ/mol,对应焊点剪切强度最高。

城市化进程对鸟类群落的影响

近年来,随着城市化的快速发展,“混凝土”森林高速成长,很多原本适合鸟类群落生存和居住的栖息生境空间被城市用地所取代,导致鸟类种群的丰富度和多样性较之前大幅减少,城市生物多样性遭受挑战。鸟类群落是生物多样性的重要组成部分,是衡量城市生态系统平衡的重要指标,探究城市化进程对鸟类群落的影响,对维持城市生态系统平衡、推动城市生物多样性增加等方面具有重要意义。本研究从城市绿地面积、绿地斑块岛屿化、绿地廊道连通性、城市植被类型、组成、结构等对鸟类群落的影响进行系统阐述,并就如何更好地保护鸟类群落提出相关建议及措施,以推动城市绿地更好地实现为游人服务和保护鸟类的目标,进而实现城市的可持续发展。

锌基合金焊接区摩擦磨损性能研究

在 MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机上分别考察了锌基合金熔化焊 (TIG焊、气焊 )焊接区熔敷金属及 HAZ组织模拟试样的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜对其磨损表面形貌进行了观察和分析 .结果表明 :与母材相比 ,锌基合金熔化焊 (TIG焊、气焊 )焊接区的耐磨性均有所提高 ,随负荷增大 ,磨损呈上升趋势 .在 2种不同熔化焊方法中 ,TIG焊焊接区熔敷金属及 HAZ组织模拟试样的耐磨性比气焊对应区域的耐磨性高 .

微耕机的结构设计与动力学分析

随着我国农村经济的不断发展及农业结构的不断调整,微耕机的需求量在不断地增加。为此,在收集整理不同土质情况下微耕机的工作数据基础上,通过理论探讨,分析了微耕机的主要结构、工作原理及技术参数的选择;系统地阐述了微耕机的整机设计方法和过程;最后,采用有限元以及图表分析方法对工作部件进行受力分析与校核。

基于改进指数模型的锂电池容量估计和RUL预测

针对锂离子电池老化路径复杂性以及传统经验模型无法准确追踪电池容量衰减轨迹的问题,提出一种结合三指数模型和粒子滤波算法的电池容量估计以及RUL预测模型。首先,建立一种描述电池不同老化下容量衰减轨迹的三指数模型;其次,利用粒子滤波算法对模型参数进行估计;最后,利用NASA和CACLE数据对比分析两种传统经验模型。结果显示,所建模型的MAE和RMSE值分别在0.0058和0.0098以内,其预测精度高于其他两种模型,具有更高的准确性和鲁棒性。

QCr0.5中间层与表面激光改性后的40Cr钢超塑性连接

经激光表面淬火预处理后的40Cr钢,进行预置QCr0.5中间层的超塑性焊接研究。结果表明,经激光淬火预处理后的40Cr钢与QCr0.5中间层待焊接面经仔细清洗,在预压应力56.6MPa、初始应变速率2.5×10-4s-1、焊接温度750～800℃的条件下,经120～180s短时压接,即可实现二者的超塑性连接,接头强度达QCr0.5母材强度,胀大率不超过6%。当预置中间层厚度小于2.5mm时,接头强度明显高于40Cr/QCr0.5超塑性焊接的。在焊接过程中,接头区界面两侧发生了明显的原子互扩散;QCr0.5铜合金发生了超塑性流变。

ZA12合金氩弧焊HAZ组织模拟及摩擦学性能

在对ZA12合金钨极氩弧焊接头HAZ不同部位 (测点 )焊接热循环曲线大量测试和计算基础上 ,借助于焊接热模拟技术 ,设计了进行焊接HAZ显微组织模拟的热循环参数 ,并在DM 10 0 0A型电阻加热式热模拟试验机上 ,实现了ZA12合金钨极氩弧焊焊接HAZ加热峰值温度θm=370℃ ,30 5℃区域 (测点 )显微组织的模拟。研究结果表明 :ZA12合金钨极氩弧焊焊接HAZ组织热模拟试样的耐磨性均高于母材 ,并均随负荷的增加其耐磨性降低。