用于人体运动监测的微球结构柔性压力传感器

针对微结构柔性压力传感器的工艺复杂和高灵敏度压力区间小等问题,本文提出了一种基于微米(μm)级金属铜(Cu)微球结构的柔性可穿戴式压力传感器,用于人体运动信号的个性化监测。该传感器利用Cu微球的高导电性及其丰富的表面形态在硅胶表面构造了一层独特的摩擦结构,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行摩擦,增大了摩擦系数,提高了灵敏度和稳定性。柔性材料的应用使其能够适应人体皮肤曲面,实现高效的压力检测。该传感器具有28.7 nA/kPa的压力灵敏度,能响应0~20 Hz压力,并且在工作1000个周期后仍具有良好的稳定性。

微米铜粉对红外、10.6μm激光的衰减性能研究

为选择一种能够遮蔽红外与激光的烟幕干扰材料，在烟幕箱中测试了组分配比不同的微米铜粉的红外与10．6μm激光烟幕透过率，当烟幕浓度为1．0g·m^-3时，1—3μm，3-5μm，8～14μm红外的透过率均小于30％，10．6μm激光的透过率小于20％，红光铜粉、青红光铜粉和青光铜粉对红外与10．6μm激光的衰减能力逐渐增强；同时测试了微米铜粉对红外热像仪的干扰效果，浓度为2．0g·m^-3时，青光铜粉能够完全遮蔽红外热像仪。

超细软金属铜粉在润滑脂中摩擦学性能的考察

通过四球试验 ,考察了软金属微米铜粉在润滑脂中的摩擦学行为和抗磨性。试验结果表明 :在适当含量和载荷条件下 ,铜粉加入润滑脂中可以提高脂的抗磨性。通过对磨斑表面形貌分析 。

新型水基防腐剂在木材中的固着机理研究进展

对几种主要的水基木材防腐在木材中的固着机理进行了介绍。其中,在胺/氨铜防腐剂体系中,防腐剂中有效成分与木材实质间的反应主要为木质素及半纤维素中的羧基及羟基发生离子交换反应;在微化铜木材防腐剂体系(MCQ/MCA)中,防腐剂中有效成分通过高分子分散剂与木材纤维间较强的附着力固着在处理材中;而在硼类防腐剂体系中,防腐剂中有效成分的固着机理与铜比较相似,但硼酸盐无法直接固着在羧基及羟基中,因此有效成分的固着研究主要涉及以下两个方面:1)增加硼类防腐处理材的疏水性;2)与有机化学物质复合生成稳定的化合物固着在木材中。

纳米TiO_2/微米Cu复合粒子的制备及可见光活性

利用钛酸丁酯为原料,通过室温强迫水解的方法制备了具有可见光活性的纳米TiO2/微米Cu复合粒子。XPS分析表明复合粒子的表面存在Cu2+、Ti4+、Sn2+元素。场发射扫描电镜观察表明,4nm左右的TiO2颗粒覆盖在铜粉表面形成纳米/微米复合结构,利用空载实验获得表面包覆的TiO2颗粒样品,XRD结果显示TiO2颗粒呈现锐钛矿型,粒径约3.5nm。TG-DTA结果表明复合粒子与原始铜粉具有不同的高温氧化过程,表明TiO2与铜粉之间存在较强的相互作用,而不仅是简单的物理吸附。以甲基橙为模型化合物的降解实验显示出纳米TiO2/微米Cu复合粒子的可见光活性和可重复使用性,8h时照射后甲基橙的降解率达到97%,重复3次实验的降解率保持不变。

微米铜在润滑脂中自修复性能的评价

通过四球试验评价了微米铜在润滑脂中的自修复作用。结果表明:在适当的摩擦条件下,微米铜在摩擦表面沉积并与基体金属及磨损微粒熔合,重新组合为共晶焊接在摩擦表面上,形成自修复膜,使磨损得到补偿。

微米级镀银铜粉常温抗氧化性能的表征方法

提出了一种新的方法来表征微米级镀银铜粉的常温抗氧化性能 ,即通过测定镀银铜粉稀硫酸浸泡液的透光率大小来进行表征。与现行的 XRD衍射法相比 ,该方法具有简单方便且准确性高的特点。

微米级短碳纤维/铜基复合材料组织和摩擦性能研究

以电解铜粉和酚醛树脂包覆的毫米级短碳纤维为原料,通过球磨—冷压—加压烧结制备了微米级短碳纤维/铜复合材料,研究了短碳纤维长度和分散程度对材料力学和摩擦性能的影响。结果表明:球磨工艺可有效缩短碳纤维长度,制备均匀分散且长度均匀(20~40μm)的微米级碳纤维,进而保证了材料在摩擦过程中可连续产生均匀细小的碳颗粒以阻碍材料的黏着,改善材料的摩擦稳定性和耐磨性。球磨时间不足时,短碳纤维长度差异大且局部存在纤维缠结,摩擦过程中富铜区黏着加剧,易产生片状脱落,磨损较大(2.32×10^(-4)mm^(3)/(m·N));球磨时间过长时,短碳纤维损伤严重,产生大量碳颗粒与短碳纤维共存,过多的碳铜界面和缺陷促进了材料摩擦过程中疲劳损伤导致的大量剥层磨损,耐磨性降低;球磨3 h制备的复合材料综合性能较好,弯曲强度和体积磨损率达到332.9 MPa和1.00×10^(-4)mm^(3)/(m·N),摩擦系数波动范围宽度约为0.0834。

颗粒配比对Fe-Cu-C烧结件组织和性能的影响

利用气雾化微米颗粒呈球形的特性,在雾化原料铁粉中添加1%、2%、3%(质量分数)1 000目气雾化铜粉和2%、4%、6%、8%(质量分数)800目雾化铁粉,先后进行混料、压制和烧结制造工序。将烧结制得的试样进行密度、硬度、显微组织测试分析。结果表明,添加3%微米铜粉的样品孔隙率明显减少,组织更加均匀,同时材料的硬度也得到了进一步的提高;烧结后界面之间出现富铜相,有效地对基体粉末颗粒进行了连接。

微米尺度铜键合丝疲劳性能研究

目前,铜键合丝广泛用于集成电路、电子封装等领域,但是铜丝在制造和键合的过程中受到的局部应力和摆动,会不可避免地产生疲劳问题。通过一套以自激振动为原理组装的微结构疲劳试验装置,对不同直径的微米级铜键合丝进行对称弯曲疲劳性能测试。试验结果表明：该试验装置能够成功地对微米级铜丝进行对称弯曲疲劳性能试验;无论是屈服强度、抗拉强度还是弹性模量,直径20μm的铜丝均高于直径30μm、40μm的铜丝,表现出明显的尺寸效应;所有铜丝的疲劳寿命集中在4.5×10^4～1×10^7;在相同应力条件下,铜丝的疲劳寿命随着铜丝直径的增加而减小;直径20μm、30μm、40μm的铜丝对应的疲劳强度（N=10^6）分别为147 MPa、97 MPa、70 MPa。从扫描电子显微镜的断口分析结果可以看出拉伸断口为凿峰状,断口周围表面出现许多相间的条状拉拔痕迹;疲劳断口为平齐正断,两条裂纹起源于试样表面,瞬断区为窄条状。

微米铜粉在润滑脂中自修复性的考察

采用摩擦学试验和轴承寿命试验考察了微米铜粉在润滑脂润滑条件下的自修复性能,并应用X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱仪(AES)等分析手段对钢球磨斑表面进行了分析。结果表明,添加在润滑脂中的微米铜粉可以减少钢球的磨损量和延长轴承的使用寿命,在摩擦作用下,添加在润滑脂中的微米铜粉可以在摩擦副表面沉积并与表面基材相互作用生成自修复膜,对摩擦副表面出现的磨损起到自修复作用。

微米铜颗粒对Cu/LDPE/MVQ复合材料非等温结晶性能的影响

采用注射成型法制备了铜/低密度聚乙烯/甲基乙烯基硅橡胶(Cu/LDPE/MVQ)复合材料和低密度聚乙烯/甲基乙烯基硅橡胶(LDPE/MVQ)复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)研究了复合材料的非等温结晶行为。结果表明,随着冷却速率的加快,复合材料的结晶度逐渐增大。铜颗粒在复合材料中作为异相成核点,同时阻碍着LDPE分子链的运动。

孔隙可调控多孔铜粉的气相去合金制备及性能研究

多孔铜粉具有独特的孔隙结构和大比表面积,是适合于催化生长和化学负载的基元功能材料。但受限于粉末尺寸小、活性高,目前鲜有关于多孔铜粉制备工艺的研究。以球磨后的铜锌合金粉末为前驱体,采用气相去合金的方法成功制备了多孔铜粉。应用SEM、EDS、XRD、TEM等表征手段研究了去合金温度、时间、原始合金成分和球磨变形对粉末性能的影响。实验结果表明,孔隙结构变化是Zn原子去合金驱动力,Cu原子表面扩散和Cu原子体扩散三者互相竞争的结果。表面孔隙粗化过程受Cu原子表面扩散主导,而Cu原子体扩散会引起孔隙结构的收缩。球磨引入的位错通过提供快速扩散通道的方式降低了孔隙粗化过程的扩散激活能,加快了去合金过程的进行。制备的多孔粉末最大表面孔隙率为17%,平均孔隙尺寸为0.6~1.1μm。通过调整工艺参数,可以调控多孔铜粉的表面孔隙。

液相法制备窄粒径分布微米铜粉的研究

为了制备出抗氧化、纯度高且粒径分布窄的微米铜粉,以硫酸铜(CuSO4)为原料,抗坏血酸(Vc)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂和分散剂,浓氨水(NH3·H2O)调节pH值,通过液相还原法制备微米铜粉,研究了CuSO4浓度对制备粉体的影响,并讨论了相关反应机理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、激光粒度仪和热重分析仪(TG)对制备的铜粉进行表征与分析。结果表明:不同CuSO4浓度下制得的粉体均为高结晶度的单质铜;当CuSO4浓度为0. 6 mol/L,反应温度为80℃时,制得的铜粉结晶度最好且粒径分布较窄,全都分布在1~4μm;制备出的铜粉抗氧化性和稳定性较好,在200℃时都不会发生氧化,于空气中放置30天后仍为单质铜。

微米铜粉在润滑脂中摩擦学性能的考察

通过四球试验,考察了微米铜粉在润滑脂中的摩擦学行为和抗磨性。试验结果表明:在适当百分含量范围内和载荷条件下,润滑脂中加入铜粉可以提高脂的抗磨性。对钢球磨斑表面形貌分析,添加微米铜粉的润滑脂的磨斑表面要比基础脂的磨斑表面光洁许多。

基于表面银膜修饰超疏水性铜微米层低温焊接技术

研究了一种基于表面银膜修饰的铜微米层的低温焊接方法。采用电沉积方法获得表面银膜修饰的铜微米层,铜微米层表面次结构为纳米圆锥状突起,圆锥底部直径为500 nm~1μm,圆锥高为1~2μm,银膜厚度约为320 nm,用银膜修饰铜层可以有效防止铜层氧化。将两块银膜修饰的铜微米层面对面接触放置作为焊接偶,对接触区域施加一定的压力和较低的温度实现焊接互连。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和焊点测试仪分析了焊接界面的形貌以及焊点的平均剪切强度。发现在焊接温度220℃、焊接压力20 MPa和焊接时间20 min的最优焊接参数条件下,铜微米层的纳米圆锥状凸起相互插入产生物理阻挡效果,圆锥状凸起结构由于纳米尺寸效应和尖端效应具有巨大的原子扩散界面,在界面处形成一定厚度的固溶强化区域,高度表面可熔化的银膜有效连接周围铜层作为中间缓冲层,减少焊接界面孔洞,显著提高焊点的平均剪切强度。热处理实验表明适当时间的热处理可以有效提高平均剪切强度,长时间受热对平均剪切强度影响不大。

亚微米级铜粉的制备技术综述

综述了亚微米铜粉的几种制备技术,并对这几种制备方法进行了评述,并简要介绍了亚微米铜粉的应用领域,对亚微米铜粉的研究生产人员有一定的参考价值。

气流磨制备微纳米氧化亚铜及其防污性能研究

采用气流磨处理工业级Cu2O,可有效减小颗粒粒径和分布范围,得到平均粒径约为0.98μm的微纳米Cu2O;通过抑菌、抑藻、铜离子渗出速率、浅海浸泡等试验探讨了微纳米Cu2O防污性能。结果表明:相对于工业级Cu2O,微纳米Cu2O的24 h抑菌、抑藻率可分别提升约28.82%和21.82%,使防污涂料具有更优异的实海综合应用性能和防污性能;相对于纳米级Cu2O,基于微纳米Cu2O的防污涂层具有更稳定、可控的铜离子渗出性能,避免了因纳米Cu2O引起的前期铜离子"暴释"而导致的资源浪费,以及后期铜离子渗出率不足而导致的防污效果欠佳等缺陷。

微米铜丝的低温力学性能测试

针对纤维材料变温环境力学性能测试的需要,在华中科技大学研制的纤维材料试验机的基础上引入了温控装置,从而实现纤维材料在高低温环境下的力学性能测试。采用该装置对不同直径微米铜丝在不同温度、不同拉伸速率条件下的力学性能开展实验研究,测试结果表明弹性模量和抗拉强度随温度的降低而线性增加,屈服强度的变化不太明显。另外,低温环境下微米铜丝的力学性能表现出与其直径相关的尺度效应,而这一现象在常温下一直没有观测到。最后,还研究了拉伸速率对微米铜丝的力学性能影响,结果表明,在现有装置的许用范围之内,拉伸速率对其力学性能的影响不大。