电化学阻抗谱法研究温度对三维多孔Cu6Sn5合金电极嵌锂过程的影响

采用氢气泡为动力学模板电沉积获得多孔铜,通过热处理增强其结构稳定性,并以该多孔铜为基底电沉积获得三维多孔Cu6Sn5合金电极.采用循环伏安法研究了三维多孔Cu6Sn5合金电极的嵌/脱锂电位.采用电化学阻抗谱研究了三维多孔Cu6Sn5合金电极在不同温度下的首次嵌锂过程.结果显示,在主要的嵌锂区间内,三维多孔Cu6Sn5合金电极的Nyquist图由锂离子穿过电极表面SEI膜阻抗的高频圆弧、电荷传递阻抗的中频圆弧和相变阻抗的低频圆弧3部分组成.因此,选择合适的等效电路对阻抗谱进行了模拟,并分析了其随温度的变化规律.

粉末冶金制备的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料的组织与性能研究

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的不含Al、V等有毒元素的β钛合金基体的Ti35Nb2.5Sn5HA生物复合材料。研究了不同机械球磨时间球磨的Ti35Nb2.5Sn5HA粉末以及用这几种粉末烧结制备的样品微观组织和显微硬度变化,球磨时间对烧结复合材料的微观组织和性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,Ti35Nb2.5Sn5HA粉末的颗粒尺寸逐渐减小,Nb和Sn开始与Ti发生固溶,形成Ti的过饱和固溶体,而且α-Ti也开始向β-Ti转化。当球磨时间达到12 h,球磨粉末中α-Ti完全转化为β-Ti,粉末颗粒的平均尺寸为500 nm左右。12 h球磨的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒尺寸,晶粒平均尺寸为200 nm,这种复合材料的维氏显微硬度可以达到10 187.3 MPa。

基于乳化液的ZCuPb20Sn5和ZL108摩擦磨损特性研究

为了考察ZCuPb20Sn5和ZL108在乳化液润滑条件下的摩擦磨损性能,在MMW-1摩擦磨损试验机上对两种材料进行了销盘摩擦副和止推圈摩擦副的试验研究,得出了在不同载荷和转速下,两种材料的磨损量、磨损率、摩擦力及摩擦系数等实验结果,采用MATLAB三次样条拟合工具分别得出了摩擦系数和磨损率与载荷和速度之间的关系曲线,用扫描电子显微镜对摩擦面进行了观察分析。结果表明,ZCuPb20Sn5比ZL108更适合于乳化液润滑条件下使用。

Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu(Ni)焊点的抗时效性能

采用扫描电镜(SEM)研究在150℃等温时效下Cu/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu与Ni/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni焊点的界面扩散行为.结果表明,在时效过程中,随着时效时间的增加,Cu/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu焊点界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)形貌由开始的细针状生长为棒状,IMC层厚度增加,界面IMC主要成分为(Cu,Ni)6Sn5. Ni/Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni焊点的界面IMC形貌由细小突起状转变为较为密集颗粒状,且IMC层厚度增加,界面IMC主要成分为(Cu,Ni)3Sn4.经过线性拟合,两种焊点的界面IMC层生长厚度与时效时间t1/2呈线性关系,Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Cu界面间IMC的生长速率为7.39×10^-2μm^2/h,Sn5Sb1Cu0.1Ni0.1Ag/Ni界面间IMC的生长速率为2.06×10^-2μm^2/h.镀镍层的加入可以显著改变界面IMC的形貌,也可降低界面IMC的生长速率,抑制界面IMC的生长,显著提高抗时效性能.

热浸镀工艺对SnAgCu镀层组织和Cu6Sn5化合物生长的影响

研究了不同工艺条件下在C194铜合金表面热浸镀SnAgCu镀层的组织和金属间化合物(IMC)Cu6Sn5的形成过程。结果表明,镀层中存在Sn、Ag3Sn和Cu6Sn53种相。镀层的外层组织为富Sn层,内层组织为IMC层,富Sn层由网格状的初生相β-Sn和分布在网格空隙间的共晶组织组成,在Cu6Sn5化合物层中存在一些开放型和封闭型的孔隙。Cu6Sn5固相在生长过程中存在取向选择生长。热浸镀温度为260℃和280℃时,IMC层形成了不同的组织结构。IMC层中的“锯身”部分是在升温和保温过程中形成的,晶粒主要是横向生长,此阶段Cu6Sn5固相生长主要是由熟化扩散通量控制的,“锯齿”部分是在镀层降温过程中形成的,晶粒主要是纵向生长,此阶段Cu6Sn5固相生长主要是由取向选择生长控制的。

ZCuPb20Sn5合金耐磨性能研究

ZCuPb20Sn5合金作为柱塞泵转子内衬材料,因其含铅量高,而具有良好的减摩耐磨性能,可避免转子在工作中的磨损失效问题.选用销盘式摩擦磨损试验机,以ZCuPb20Sn5和45钢为摩擦副,研究了不同PV值和油润滑条件下,ZCuPb20Sn5合金的摩擦磨损性能.结果表明:随着PV值的增加,ZCuPb20Sn5合金的摩擦系数先增加后减小,而磨损率呈增加趋势.在载荷50 N和线速度2.410 m/s条件下,摩擦系数和磨损率最低,摩擦系数最低能达到0.010,平均摩擦系数达到1个最低峰值点0.063;在载荷250 N、线速度3.610 m/s以及PV值为126 MPa·m/s的条件下,摩擦系数达到另一低峰值0.070,磨损率为2.972×10-7 mm3/(N·m).PV值最大时,摩擦系数和磨损率最大.载荷小于150 N时,在油润滑的作用下,主要磨损机制为轻微黏着磨损;载荷大于150 N时,在铅和油的协同作用下,以黏着磨损为主,少量磨粒磨损;当载荷大于250 N时,摩擦系数与磨损率均偏高,以磨粒磨损为主,局部有少量氧化磨损.

η-Cu6Sn5相表面重构的电子显微学研究

CuSn合金是重要的无铅焊料。在焊接冷却过程中186~189℃温度区间,具有NiAs B81结构的η-Cu6Sn5会发生相变形成具有多种调制结构的η’-Cu6Sn5相。该相变机理至今尚未清楚阐明。本文使用扫描透射电子显微学方法对空气冷却的CuSn合金中的η-Cu6Sn5进行精细结构表征,观察到η-Cu6Sn5晶粒表面形成一层厚度约为2~3 nm的富Cu重构层η~S-Cu6Sn5。表面重构导致多余Cu原子和部分Sn原子占据2(d)空位,其结构不同于已发现的各种超结构。发现η-Cu6Sn5晶粒内部多余Cu原子随机占据2(d)空位,形成短程有序结构,傅里叶变换出现三次调制结构。研究表明该相变是由Cu原子沿表面或晶间扩散主导,这对进一步揭示η’相调制结构的形成和提高CuSn焊料电学性能与机械性能具有重要意义,为优化焊接流程和降低电迁移效应提供了基础研究的支撑。

稀土La对ZCuPb20Sn5合金组织与性能的影响

研究了不同稀土La加入量对ZCuPb20Sn5合金组织和性能的影响。结果表明,与未加入稀土La相比,ZCuPb20Sn5合金组织中的铅颗粒增多且分布密集,α基体数量增多;合金的力学性能得到不同程度的改善,稀土La加入量从0%增加到0.04%,ZCuPb20Sn5合金抗拉强度从163.49 MPa增加到255.27 MPa,伸长率从4.7%增加到15.75%,硬度从77 HBS增加到84 HBS,但La含量超过0.04%时力学性能呈现降低趋势,最佳稀土La加入量为0.04%。

“星船”SN5完成150米跳飞 有望成为人类火星探测史上的一大步

8月4日,SpaceX在其位于南得克萨斯博卡奇卡村附近的设施首次对其火星殖民用"星船"飞行器的一枚全尺寸原型试验箭进行了试飞。在此次跳跃飞行中,称为"星船"SN5的试验箭飞行了约40秒,而这一小跳最终有望成为人类火星探测史上的一大步。SN5是迄今真正升空飞行的第二枚"星船"原型试验箭,也是近一年来的首枚。

在高铜补牙汞齐中形成的Su6Sn5

直接观察汞与炉内冷却的用作商业补牙汞齐合金Ｔｙｔｉｎ的反应来形成的产品，发现在大粒Ｃｕ３Ｓｎ５和基质Ａｇ－Ｓｎ－Ｃｕ相位的交界处有Ｃｕ６Ｓｎ５集结，它能与汞容易地反应。棒状Ｃｕ６Ｓｎ５晶体沿Ｃｕ３Ｓｎ表面向优先结晶方向生长，Ｃｕ３Ｓｎ不能与汞反应。铜在三元补牙汞齐合金中的作用是防止锡－汞化合物形成，而优先析出Ｃｕ６Ｓｎ５，但这种反应产品须在Ｃｕ３Ｓｎ合金分布的情况下才会成长。

Tudor-SN蛋白一级结构间断的SN5结构域质粒的拼接构建

目的 实现Tudor-SN蛋白TSN结构域内间断的SN5基因片段（SN5α、SN5β）的拼接以及与绿色荧光蛋白在HeLa细胞中的融合表达.方法 利用Geno 3D对拼接的SN5进行结构预测.以重组质粒pSG5-Tudor-SN-flag为模板,PCR分别扩增出SN5α和SN5β的基因,双酶切并纯化后,先将SN5β引入pEGFP-C2,完成重组质粒pEGFP-C2-SN5β,再将SN5α引入pEGFP-C2-SN5β,完成重组质粒pEGFP-C2-SN5.将pEGFP-C2-SN5β/ SN5脂质体法转染HeLa细胞,荧光显微镜下观察融合蛋白的荧光表达情况,Western印迹检测融合蛋白的表达.结果 ① 拼接的SN5结构预测显示与TSN完整结构中的SN5高度重合;②对重组质粒进行双酶切鉴定可见SN5α、SN5β、SN5的cDNA片段;③ 转染重组质粒后可观察到绿色荧光蛋白的表达;④ Western印迹后可在相应位置检测到融合蛋白.结论 pEGFP-C2-SN5/SN5β重组质粒构建成功,SN5α和SN5β在pEGFP-C2中实现了顺序拼接;目的片段可与绿色荧光蛋白在HeLa细胞中融合表达,融合蛋白可与抗GFP抗体结合用于蛋白检测.

Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究

研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面连续且完整,剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENIG焊点)强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENEPIG焊点)界面反应更为复杂,在焊点界面附近可观察到条块状的(Pd,Ni,Au) Sn4。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。

以多孔铜为集流体制备Cu_6Sn_5合金负极及其性能

以氢气泡为动力学模板电沉积获得多孔铜,并通过热处理增强其结构稳定性.进一步将多孔铜作为基底通过电沉积制备Cu-Sn合金负极.XRD结果给出其组成为Cu6Sn5合金,扫描电子显微镜(SEM)观察到Cu6Sn5合金电极为三维(3D)多孔结构.充放电结果指出,Cu6Sn5合金电极具有较好的充放电性能,其首次放电(嵌锂)和充电(脱锂)容量分别为735和571mAh·g-1,并且具有较好的容量保持率.运用电化学阻抗谱研究了Cu6Sn5合金电极在商业电解液中的界面特性.

锂离子电池三维多孔Cu_6Sn_5合金负极材料的制备及其性能

以三维多孔泡沫铜为基底,通过直接电沉积的方法制备锂离子电池Cu6Sn5合金负极材料.发现合金表面大量的微孔和“小岛”不仅增大电极的表面积,而且显著缓解充放电过程中的体积变化.测得三维多孔Cu6Sn5合金的初始放电(嵌锂)容量为620mAh·g-1,充电(脱锂)容量为560mAh·g-1,库仑效率达到90.3%,具有较好的循环性能.扫描电子显微镜(SEM)结果显示,在泡沫铜基底上制备的Cu6Sn5合金电极具有比通常的铜片基底更好的结构稳定性,经过50周充放电循环后无明显的脱落现象.

Sn-2.5Ag-0.7Cu(0.1RE)/Cu焊点界面区微观组织与Cu_6Sn_5的生长动力学

利用X射线衍射分析仪、JSM-5610LV扫描电镜及能谱分析研究钎焊和时效过程中低银Sn-2.5Ag-0.7Cu(0.1RE)/Cu焊点界面区显微组织和Cu6Sn5金属间化合物的生长行为。结果表明:钎焊过程中焊点界面区Cu6Sn5金属间化合物的厚度是溶解和生长两方面共同作用的结果;随着时效时间的延长,焊点界面区Cu6Sn5的形貌由扇贝状转变为层状,其长大动力学符合抛物线规律,由扩散机制控制;添加0.1%稀土元素能有效减慢界面Cu6Sn5金属间化合物在钎焊及时效过程中的长大速度,可改变焊点裂纹的起源位置,提高其可靠性。

微连接用Sn-2.5Ag-0.7Cu(0.1RE)钎料焊点界面Cu_6Sn_5的长大行为

利用XRD、SEM及EDAX研究了钎焊和时效过程中低银Sn-2.5Ag-0.7Cu(0.1RE)/Cu焊点界面区显微组织和Cu6Sn5金属间化合物的生长行为。结果表明,钎焊过程中焊点界面区Cu6Sn5金属间化合物的厚度是溶解和生长两方面共同作用的结果;随时效时间的增加,焊点界面区Cu6Sn5的形貌由扇贝状转变为层状,其长大动力学符合抛物线规律,由扩散机制控制;添加0.1%(质量分数,下同)的RE能有效减慢界面Cu6Sn5金属间化合物在钎焊及时效过程中的长大速度,改变焊点的断裂机制,提高其可靠性。

瞬态电流键合对Ag修饰石墨烯Sn-Ag-Cu复合焊点界面反应的影响

为了研究Ag修饰石墨烯增强的Sn-Ag-Cu(SAC/Ag-GNSs)焊点在传统回流焊过程中Ag-GNSs在熔池中上浮聚集问题,利用电流密度(1.0×10^(4) A/cm^(2))在几百毫秒内实现Cu-SAC/Ag-GNSs-Cu接头快速键合。结果表明,Ag-GNSs均匀分散在焊点中,为Cu6Sn5晶粒成核提供更多形核位点,从而细化晶粒并减少阴极和阳极界面厚度差。此外,由于Ag-GNSs的均匀分布和组织过冷,Cu6Sn5的形貌由棒状转变为板状。同时,瞬态电流键合工艺焊点剪切强度的显著提高和断裂机理的变化归因于均匀分布的Ag-GNSs和显微结构变化。

电子封装中Cu/Sn/Cu焊点组织演变及温度对IMC立体形貌影响

通过电镀的方法在抛磨好的铜基体沉积4μm的锡层,并组合成一个Cu/Sn/Cu结构.分别选择240℃、1 N作为钎焊温度和钎焊压力,在不同的钎焊时间下制备焊点,分析了Cu/Sn/Cu焊点组织演变规律.分别制备了不同钎焊温度下(240,270,300℃)Cu_6Sn_5和Cu_3Sn的立体形貌,分析了温度对Cu_6Sn_5和Cu_3Sn立体形貌的影响规律.结果表明,钎焊30 min后Cu_6Sn_5为平面状,随着钎焊时间的增加逐渐转变成扇贝状.在扇贝底部的Cu_3Sn要比扇贝两侧底部的Cu_3Sn厚.增加钎焊时间锡不断被反应,上下两侧Cu_6Sn_5连成一个整体.继续增加钎焊时间Cu_6Sn_5不断转变成为Cu_3Sn.随着钎焊温度的升高Cu_6Sn_5的立体形貌逐渐由多面体状转变成匍匐状,而Cu_3Sn晶粒随着钎焊温度上升不断减小.

C194铜合金表面热浸镀SnAgCu镀层的组织与性能

利用扫描电镜、能谱仪和盐雾腐蚀试验等分析了在C194铜合金表面热浸镀SnAgCu镀层的微观组织、热稳定性、微区成分和耐蚀性;利用可焊性测试仪分析了C194铜合金和SnAgCu合金液之间的润湿性。结果表明:SnAgCu镀层光滑平整,镀层分为两部分,顶层为富Sn层,由两相组成;底层是Cu_6Sn_5金属间化合物层,使镀层与铜合金基体实现了良好的冶金结合,形成了一定程度的取向选择生长;C194铜合金和SnAgCu合金液之间具有良好的润湿性,280℃时的润湿性要明显优于260℃;镀层表面发生均匀腐蚀,没有出现明显的点蚀;镀层具有良好的热稳定性。

服役条件对内生颗粒增强复合钎料性能的影响

内生法制备复合钎料被认为是提高无铅钎料性能的有效途径.为了提高基体钎料的综合性能,试验采用内生均匀分布的Cu6Sn5颗粒作为增强相,以Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,制成内生Cu6Sn5颗粒增强的SnAg基复合钎料.研究了服役条件下内生Cu6Sn5颗粒增强复合钎料的显微组织和抗剪强度,对复合钎料钎焊接头的断裂方式及增强相的作用进行了分析.结果表明,随着再流及时效的进行,复合钎料内部Cu6Sn5颗粒的形貌及尺寸发生变化,进而影响复合钎料钎焊接头的抗剪强度.复合钎料钎焊接头的变形方式主要受滑移带控制,内生Cu6Sn5颗粒增强相可以起到阻碍滑移带扩展的作用.