紫铜微铣削毛刺高度仿真分析

针对紫铜在微铣槽加工过程中毛刺抑制困难的问题,建立了微铣削有限元模型,对毛刺高度进行仿真预测,通过仿真结果分析了主轴转速、进给速度和铣削深度对毛刺高度的影响程度,建立了回归方程并得到最优参数组合,使用直径0.5 mm微铣刀对紫铜进行了微铣削实验。结果表明:回归方程的最大误差为9.02%,验证了模型的有效性和准确性,为实现紫铜微铣削高精度加工提供了参考。

铜基微同轴技术及其在毫米波太赫兹领域的应用

近年来国内铜基微同轴技术在毫米波和太赫兹器件应用领域取得了显著进展。首先,论文综述了铜基微同轴的标准加工工艺,并介绍了基于该工艺成功设计的覆盖DC-1THz频段的多种传输线结构,包括矩形同轴、矩形波导、脊波导等常见射频传输线。其次,基于微同轴技术的大量有源和无源器件的设计,如滤波器、天线、宽带定向耦合器、射频GSG探针、放大器和倍频器等,这些器件的频率范围覆盖10 MHz至330 GHz,均基于微同轴工艺的特点进行了特殊设计,充分利用了该工艺的固有优势。最后,这些成果展示了国内铜基微同轴技术在射频器件模组领域的蓬勃发展,凸显出我国在铜基微同轴射频器件设计和加工技术方面的日益成熟。这些实践应用进一步证明了铜基微同轴技术在微波特性和小型化方面的卓越优势。因此,采用铜基微同轴技术的射频器件在毫米波和太赫兹领域展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景。

玛瑙球磨法制备微米介孔球状材料催化剂及其应用

利用玛瑙球磨法合成出一种负载酸催化剂三氟甲磺酸铜的微米级球状介孔材料,研究了催化剂的微观结构、微观形貌和催化反应活性。通过对环己酮和乙二醇的催化反应表明,样品作为催化剂具有较高活性。初次使用时环己酮转化率为97%,环己酮缩酮的选择性为99%,经过4次使用后依旧具有较高催化活性-环己酮转化率为96%。环己酮缩酮的选择性为99%,远远高于工业用硫酸催化剂的环己酮转化率(90%)和环己酮缩酮的选择性(91%)。

丙二醇/纳米铜锌防腐剂/单宁-硼酸协效改性橡胶木研究

纳米铜锌防腐剂(Micro sized copper zinc compounds,MCZ)改性橡胶木耐腐性能可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,但为适应复杂的环境应用,抗流失性和尺寸稳定性还需要进一步提高。使用丙二醇对MCZ进行改性(Propylene glycol-micro sized copper zinc compounds,PG-MCZ),再与单宁-硼酸联合对橡胶木进行协效处理。结果表明,当橡胶木浸渍PG-MCZ后再用质量浓度为1%的单宁-硼酸改性,处理材的抗流失性最佳。此时,橡胶木的抗湿胀性和抗干缩性效果最好,尺寸稳定性最佳,虽然加入丙二醇对橡胶木的防腐性有轻微减弱,但是仍然可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,并且提高橡胶木的阻燃抑烟性。研究结果对促进环保木材防腐剂的开发利用具有积极作用。

过氧化氢-硫酸体系铜箔微蚀工艺及其稳定剂筛选

[目的]过氧化氢-硫酸体系用于PCB(印制线路板)微蚀时存在过氧化氢易分解和微蚀速率过高的问题,研发适宜的稳定剂具有重要的意义。[方法]采用由过氧化氢、硫酸和铜离子组成的溶液对铜箔进行微蚀。先通过研究温度和各组分质量浓度对微蚀速率的影响以确定微蚀液的基础成分,然后设计了一系列不同组合的复配稳定剂,以获得适用于不同工艺需求的微蚀液。[结果]较佳的微蚀基础配方和工艺条件为:浓硫酸140 g/L,双氧水110 g/L,铜离子25 g/L,温度30℃,时间1 min。可选择以四羟丙基乙二胺(EDTP)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为主成分,并适当添加磷酸二氢铵(DAP)、N-甲基二乙醇胺(DMEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、三乙醇胺(TEA)、2-甲基咪唑(2-MI)和1,6-乙二醇(HDO)中的一种或多种作为辅助成分的复配稳定剂。[结论]本研究所得铜箔微蚀工艺具有微蚀速率及铜箔表面粗糙度、形貌可控的优点,能够满足不同的生产需求。

低轮廓电解铜箔表面微细粗化工艺研究

目的针对低轮廓电解铜箔剥离强度不足的问题,进行铜箔表面微细粗化处理研究,通过在铜箔表面生成可控形态的针状结构粗化层,以期在不影响低轮廓铜箔表面整体轮廓的条件下,提高铜箔的抗剥离性能。方法采用电化学微细粗化法,以NaOH和K_(2)S_(2)O_(8)的混合溶液为粗化电解液,研究电流密度、NaOH浓度及K_(2)S_(2)O_(8)浓度等主要工艺参数对铜箔表面针状结构形貌、粗糙度及铜箔剥离强度的影响。结果经过微细粗化处理后,低轮廓电解铜箔表面形成了针状多面体结构,在粗化电流密度为1.5 A/dm^(2)、粗化液中NaOH质量浓度为100 g/L、K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度为20 g/L的条件下,粗化层形成的针状多面体结构致密且均匀,铜箔的剥离强度提升至0.48 N/mm。结论通过电化学微细粗化法,在低轮廓电解铜箔表面成功制备了针状结构的粗化层,通过优化微细粗化工艺参数,实现了铜箔表面针状结构粗化层的可控制备,在保证铜箔低表面粗糙度的同时,有效提高了铜箔的剥离强度。

Fe-Cu-C三元微电解材料的制备及去除苯甲羟肟酸

以铜渣为原料,采用碳热还原法制备了一种Fe-Cu-C三元微电解材料,用于去除选矿废水中的苯甲羟肟酸(BHA)。制备条件试验结果表明,在焙烧温度为1100℃、焙烧时间40 min、无烟煤用量为35%条件下制备的Fe-Cu-C对BHA的去除效果最好。采用XRD、SEM和EDS对Fe-Cu-C进行表征,结果表明该材料呈多孔结构,是一种以Fe-Cu-C合金、Cu-Fe-C合金、游离碳为主要有效成分和以石英为载体的负载型三元微电解材料。反应条件试验结果表明,在溶液温度为28℃条件下,2.50 g/L的Fe-Cu-C对pH为4.0~9.0的50 mg/L的BHA的去除率达86%以上。Pb(NO_(3))_(2)、Na_(2)CO_(3)对Fe-Cu-C去除BHA影响不大,而Na2SiO3对其有一定的抑制作用。

反向处理铜箔微纳组织形成机理及其对力学性能的作用机制

目的第五代移动通信技术(5G)时代,高频高速信号传输过程中由于“趋肤效应”引起的信号损耗甚至“失真”越来越严重,为了解决这一问题,提出了一种反向处理铜箔的新技术,然而国内当前应用的高性能反向处理铜箔(RTF)主要依赖进口,要想在短时间内缩小国内外铜箔性能和生产效率的差距,最终实现这类高端铜箔的国产化,必须在明确该类铜箔微纳结构形成机理及其对性能影响的前提下,加快制备工艺的开发和优化。方法采用电镀法在阴极钛辊上沉积了电解生箔,在其光面进行粗化和镀Zn层等后续处理获得反向处理铜箔,同时以国外反向处理铜箔为参照,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜详细分析其微纳组织与结构,采用激光共聚焦显微镜和万能试验机测量其粗糙度和拉伸性能。结果本工作中的RTF具有与国外商业产品相似的微观结构,由小的等轴晶和较大的柱状晶组成,且包含较多的纳米孪晶,孪晶界占比为30.8%,平均宽度为7.9 nm。S面是均匀的米粒状铜颗粒,而M面是较大的圆锥形铜颗粒。S面上的Zn层均匀致密,厚度约为6.5 nm,只有小部分Zn扩散到基底上形成CuZn3相。但从S面到M面,优选取向从(111)Cu逐渐变为(220)Cu,这与参比RTF略有不同。性能方面,参比RTF的Ra和Rz分别为1.22、1.42μm,抗拉强度为335.10 MPa,伸长率为15.5%,本工作中的RTF具有较低的粗糙度,Ra和Rz分别为0.68、1.03μm,其强度也具有明显优势(393.68 MPa),但延展性低于参比样品。通过对比分析,总结了铜箔在初始外延、过渡生长和电沉积条件控制的生长阶段3个阶段的生长特性,给出了影响每个阶段晶粒生长的主要因素,并且详细讨论了晶粒尺寸和纳米孪晶宽度对铜箔拉伸性能的影响。结论对RTF微观结构和性能的深入研究,有助于找到高性能铜箔国产化“瓶颈”的根源,为高性能铜箔在5G通信领域的进一步发展和应用奠定基础。

退火温度对纯铜箔微拉深成形质量的影响

选择厚度为50μm的T2铜箔,在300~700℃的温度下退火5 min并进行表征试验、力学性能试验和微拉深(MDD)试验。系统研究了不同退火温度下铜箔的力学性能,进而分析了退火温度对铜箔微拉深成形件成形质量的影响规律。结果表明,铜箔经过退火处理后,随着再结晶的进行和晶粒长大,屈服强度降低,伸长率呈现先增加后减小的趋势。原始态铜箔的成形性较差,不能通过MDD成形得到完整的杯状成形件。退火温度为500℃时,铜箔再结晶完成,成形件表面几乎没有褶皱,此时表面质量较好。随着退火温度的进一步提高,表面起皱现象变得明显。500℃为铜箔的较优退火温度,能够显著提升铜箔微拉深成形件的成形精度及成形质量。

一种兼具装饰性和耐蚀性的镁合金红色微弧氧化膜层的制备

[目的]镁合金微弧氧化在装饰性方面的研究报道不多。[方法]采用微弧氧化技术在ZM5镁合金表面制备了红色的微弧氧化陶瓷层,研究了主盐Na2SiO3和着色剂CuSO_(4)的质量浓度,配位剂的种类,以及氧化时间对膜层的影响。[结果]在含有Na2SiO320.0g/L、CuSO_(4)0.5g/L、乙二胺四乙酸二钠0.5g/L和NaF 0.5g/L的电解液中,以电流密度3.5A/dm^(2)氧化25min,能够获得厚度约为31.4μm的红色微弧氧化膜。该膜层致密,主要由MgO、Mg_(2)SiO_(4)和CuO组成,在铜加速乙酸盐雾试验中出现锈蚀的时间为48h。[结论]ZM5镁合金表面红色微弧氧化膜的耐腐蚀性能比在不加CuSO_(4)时所得白色微弧氧化膜更好。

真空状态不同爆轰工艺下铜钢复合材料界面组织和性能研究

【目的】对热交换领域、电力领域中铜基复合材料在应用过程中出现的高温变形、界面金属间化合物、产品性能不稳定等难点问题进行研究。【方法】在真空状态中,采用不同爆轰工艺对TU1紫铜和Q345R钢进行爆炸复合试验,并对复合材料的金相组织和力学性能进行测试和分析。【结果】由试验结果可知,随着爆轰速度的增大,界面波纹深度也会随之增加。复合材料(Z向)分离强度的平均值为483 MPa、界面剪切强度的平均值为238 MPa、显微硬度的最大值为196 HV,即距界面位置越远,越趋近于本体材料。当爆轰速度为2200 m/s时,断口处出现铜侧粘连现象。【结论】复合材料的各项性能指标均优于组成该复合材料的本体金属,界面处均呈正弦波状结合形态。从界面向本体金属方向来看,晶粒组织呈现出多样化晶体转变的特征。通过进一步对结合界面进行分析,发现该界面未出现氧化物/氮化物等有害物质。

激光-热处理复合工艺制备油水分离表面及性能研究

目的研发一种高效、低成本的激光-热处理复合工艺,制备具有油水分离性能的泡沫铜表面,为石油污染的净化提供一种有效的参考方法。方法首先利用纳秒激光在泡沫铜表面上诱导出多级微纳米结构,然后将泡沫铜放入低温烘箱中加热处理,通过调控激光参数和热处理相互作用制备出了超疏水超亲油泡沫铜表面,并使用扫描电子显微镜、光电子能谱仪和接触角测量仪,对激光加工前后泡沫铜表面的微纳结构、表面化学元素组成和油水在表面的润湿性进行了表征。结果泡沫铜表面经纳秒激光加工后诱导生成的多级微纳结构受到包括激光扫描速率、激光加工功率和扫描间距等激光加工参数的显著影响。同时,配合低温热处理工艺,激光制备泡沫铜表面的化学成分快速转变,表面能显著降低,使得泡沫铜表面获得了超疏水超亲油的润湿特性。本工作制备的泡沫铜表面在空气中的最大水接触角为158.5°,油接触角为0°。并利用油水分离试验装置验证了激光-热处理复合工艺制备的超疏水超亲油泡沫铜表面可以使油和水选择性通过,分离效率超过90%。结论激光-热处理复合工艺制备的具有多级微纳结构的泡沫铜表面具备优异的超疏水超亲油特性,展现出了良好的油水分离性能,有望实现海洋生态中石油污染的净化。

微束水蒸气等离子弧焊在空调铜管钎焊中的应用

铜管是制冷设备的重要原材料,生产中通常采用气体火焰钎焊对铜管接头进行焊接。但传统的气体火焰钎焊存在诸多缺点,故引入微束水蒸气等离子弧焊工艺方法,探究其焊接铜管的可行性并确定出合适的焊接工艺参数。通过对5组不同规格的铜管接头在6个焊接电流档位下分别进行焊接试验,对试验样本焊后的外观和内部结构进行观察、分析、对比,验证了该方法相比于气体火焰钎焊方法的有效性,并获得了各类铜管接头合适的焊接电流档位。与气焊相比,使用微束水蒸气等离子弧焊工艺在合适的焊接工艺参数下进行焊接,具有较高的效率、稳定性、易用性和安全性,能够为空调铜管的焊接和维修提供一种新的工艺方法。

锂电铜箔表面防氧化工艺研究

锂电铜箔在生产、储存、运输和使用时,很容易使铜箔表面发生氧化变色,会直接影响锂电池的产品良率、可靠性、使用寿命、粘接性等,要求铜箔有良好的防氧化性能。采用SEM、EDAX等表征手段,研究了不同浸泡工艺和微量电镀工艺条件下铜箔表面形貌和氧含量的变化,得到浸泡工艺和微量电镀工艺对铜箔表面防氧化性能的影响。结果表明:在电流密度为5 A/dm^(2),电镀时间为10 s,铬酐浓度为0.5 g/L,葡萄糖浓度为1.5 g/L时,铜箔经高温烘烤后表面无变色,防氧化性能较优。

铜合金接触线夹杂物缺陷的新型涡流检测探索

针对传统涡流检测法在铜合金接触线检测中的不足,提出了一种应用于铜合金接触线生产过程的新型在线涡流检测法,由永磁体和磁场传感器分别代替传统涡流检测法的激励和接收线圈。经实验测试表明,新型涡流检测法原理可行,实验装置简单有效,在现有实验条件下可达到100μm量级的检测精度。

化学氧化法制备表层含CuO的超细铜线及其电化学腐蚀行为研究

采用化学氧化法在超细铜线表面制备氧化物CuO,研究了不同溶液配比和反应时间制备的样品的物相成分、表面微观形貌,并通过动电位极化曲线(PD)、电化学阻抗谱分析(EIS)探究其电化学腐蚀行为。结果表明,当氢氧化钠与过硫酸铵溶液配比为1∶1,反应时间1.0 h,经过1.0 h热烧结后得到的样品表层物质为CuO/Cu_(2)O,表面微观形貌呈碎片状,具有良好的耐腐蚀性能。原因主要是由于铜表面氧化膜的形成抑制了腐蚀反应,有效阻止了腐蚀性离子在界面的传递和扩散。

硫酸钛-钨酸钠复合添加剂对电解铜箔后处理形貌及抗剥离强度的影响

随着电子信息技术的高速发展,高端且精细的电子产品日益增多,对印制电路板(PCB)用电路板铜箔提出了更高的要求,要求铜箔兼有低粗糙度和高抗剥离强度。针对此问题,采用调控电解铜箔后处理添加剂含量的方法,研究了后处理添加剂对铜箔抗剥离强度的影响。采用预处理过的毛箔,在自制的方形电解槽中通直流电,用配制的不同粗化电解液进行微粗化试验。结果表明:硫酸钛浓度增高,铜箔表面瘤点状颗粒的成核趋势会增大。当浓度为0.7 g/L时,抑制晶粒成核,表面粗糙度先降低后升高。0.3 g/L的硫酸钛可以更好的促进成核,抑制晶粒生长,提高抗剥离强度。加入0.05 g/L钨酸钠和0.3 g/L硫酸钛时,深镀能力最优,其抗剥离性能最高可达到0.7 N/mm。与单纯的钨酸钠体系相比,铜箔的抗剥离强度提高了约30.7%,粗糙度提高了约1.9%。钨酸钠和硫酸钛复合会起到一定的深镀能力,随着钨酸钠的加入,铜箔的抗剥落强度提升,粗糙度呈现下降趋势。

框架镂空结构微小卫星热控设计方法

针对框架镂空结构微小卫星无传统散热面的问题,文章提出一种在极低成本和极低重量约束下的小卫星热控设计方法:将低成本的工业级碳纳米铜箔贴装于设备与卫星结构之间,构建柔性导热通道;在镂空结构外侧贴装镀锗聚酰亚胺膜,利用其红外透射率特性使得设备部分热耗辐射至深空冷背景。采用该方法设计的“仰望一号”卫星的在轨遥测数据表明:整星设备温度为13~30℃,满足设计指标要求。所提方法可为此类镂空结构卫星提供热控设计参考。

不同蛋壳外观皮蛋的内部品质与铜含量的比较

目的探究不同蛋壳外观皮蛋内部品质与铜含量区别。方法使用色彩色差仪、场发射扫描电镜、原子吸收分光光度计和pH计分析不同蛋壳外观皮蛋表面及内质色差、微观差异,基于皮蛋不同组分铜含量、质构、碱度和载菌量评价皮蛋品质。结果多斑皮蛋(B组)、少斑皮蛋(C组)与无斑皮蛋(A组)、鲜鸭蛋(D组)相比,B、C组蛋壳表面会沉积金属化合物使蛋壳颜色变暗,甚至是形成小黑点及黑斑,但是金属化合物主要集中在蛋壳表面及壳膜,堵孔的同时修补了被碱液腐蚀的蛋壳表面,阻挡微生物进入,调节了蛋内碱度,其可食用部分铜含量也属于安全范围。C组皮蛋形成较好品质的同时,也拥有更长的保藏期。结论研究表明适量的硫酸铜使用对皮蛋的品质和可食部分铜的含量有积极影响,同时也可解除消费者对皮蛋的健康疑虑。

超声振动辅助微挤压成形界面摩擦特性研究

基于超声振动辅助微挤压成形过程摩擦特性表征需求,将超声振动辅助双杯挤压实验拆分为超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压两个部分。通过超声振动辅助T2紫铜正杯挤压和反杯挤压的对比成形实验研究了不同超声振动模式辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔间的界面摩擦特性,并提出一种量化评价新方法来评估超声振动辅助微挤压成形试样-模具型腔间摩擦应力及摩擦因数的变化规律。结果表明,微挤压成形应力降低值和试样-模具型腔间的摩擦应力降低值都随着超声振幅的增大而增大,且随着工具超声振动、工具-工件复合超声振动和工件超声振动的不同超声振动模式顺序依次增大。