基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统设计

基于分层制造概念的金属模型的制造是当今快速成形领域的热门研究课题。基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统是一种可以实现金属零件及模具快速制造的方法。本文在分析了直接金属成形原理的基础上 ,结合直接金属成形系统的研制工作 ,介绍了该系统的总体结构和特点 ,并具体描述了该系统的软、硬件实施。

3D MIM电容器原子层沉积可控生长及电学性能

为提高电容器的比电容,设计了基于三维（3D）结构的金属-绝缘体-金属（MIM）电容器。采用原子层沉积（ALD）技术制备电容器功能薄膜层,通过建立3D结构原子层沉积理论模型,拟合得到了原子层沉积过程中薄膜覆盖率与3D结构之间的依赖关系。基于该模型优化了工艺参数,制备了不同介质层厚度的电容器,并对器件进行了C-V和I-V特性测试,得到电容器击穿场强和介电常数均值分别为6.68 MV/cm和7.95。同时,制备的3D MIM电容器的比电容达到212.5 fF/μm2,相比常规平面电容器,其电容密度提高了一个数量级。且该电容器击穿场强和介电常数与薄膜厚度之间具有良好的线性关系,表明理论模型合理,实现了基于3D结构的原子层沉积薄膜可控生长。

双光子微纳加工技术结合化学镀工艺制备三维金属微弹簧结构

利用飞秒激光双光子微纳加工技术与化学镀工艺制备了三维金属微弹簧结构。采用扫描电子显微镜(SEM)及选区电子能谱(EDS)对镀层进行了表征,当化学镀时间为15min时,所得到的镀层厚度约为130nm。对不同电镀时间下获得的镀层电阻率进行了测定,实验结果表明,当电镀时间为35min时得到的镀层电阻率约为80×10-9Ω·m,仅为银块体材料电阻率16×10-9Ω·m的5倍。利用这种方法,我们制备了总长度为28.75μm、周期为2.93μm的悬空金属弹簧结构,其中弹簧圈数为9圈,直径为6μm,弹簧线分辨率为1.17μm。文中所述的将双光子微纳加工技术与化学镀技术相结合的方法可以实现任意三维微金属结构与器件的制备,在微光学器件、微机电系统(MEMS)及微传感器等领域有着广泛的应用前景。

基于数字微喷的金属粉末三维打印实现方法研究

金属三维打印能够实现复杂功能零件直接制造与净近成型,具有广阔的应用前景和重要的研究价值.在高精度金属三维打印领域目前以选择性激光烧结(SLS)工艺为主,但由于选择性激光烧结工艺的设备成本高、模型成型时间长、金属粉末材料选择范围窄等原因,限制了其应用范围.本文提出一种"基于数字微喷与UV光固化相结合的金属粉末三维打印"实现方法,开发出一套完整的硬件平台与软件系统,并进行了相关的实验,验证了工艺的可行性和开发系统的可靠性.该方法为金属三维打印提供了新的实现方法,具有较高的研究价值和意义.

Mo对Nb-Mo-V微合金化钢中碳化物析出的影响

将两种Mo含量不同的Nb-Mo-V微合金钢在1200℃固溶0.5 h后淬火,然后在450-650℃间不同温度回火4h,研究Mo含量对其在回火过程中组织变化和碳化物形成的影响。结果表明:低Mo含量微合金钢样品的硬度峰值出现在550℃回火,高Mo含量的出现在600℃回火;在650℃回火后,高Mo含量样品中碳化物颗粒尺寸比低Mo含量的小。其原因是,Mo偏聚在碳化物外层抑制了Nb、V从铁素体基体扩散进入碳化物,并降低了基体中C和合金元素向碳化物扩散的速率,从而抑制了碳化物颗粒长大。

微纳结构调控二维过渡金属硫化物二次谐波

基于二维过渡金属硫化物(Transition Metal Dichalcogenides,TMDs)的二次谐波发射体得益于高的二阶非线性极化率和原子薄的厚度,成为集成非线性光子器件领域一种理想的候选材料.但是,二维TMDs材料的二次谐波转化效率受限于其弱的光与物质相互作用强度,阻碍了其在非线性光学器件上的应用.本综述聚焦于微纳结构调控二维TMDs材料二次谐波产生的物理机制和调控手段,首先简述二次谐波非线性光学的基础理论;然后讨论二维TMDs材料二次谐波的性质;之后回顾近年来微纳结构调控二维TMDs材料二次谐波产生的研究工作,如孔洞微腔、光子超表面、等离激元谐振器以及波导等;最后进行总结并对该领域未来的发展进行展望.了解二维TMDs材料的二次谐波的性质,理解微纳结构调控二次谐波的机理,对于二维TMDs材料在片上非线性光学器件的设计和研发具有重要的意义.