结合风场的土壤重金属污染扩散过程模拟

为直观展示目标区域重金属污染元素汞(Hg)的污染范围、污染程度、污染扩散的过程,解决污染物在扩散过程中因受到风力的影响而产生与传统污染扩散模型结果有所出入的问题,针对目标区域的实际情况提出一种改进的污染扩散模型。在考虑到土壤重金属一般扩散规律的同时兼顾风向和风速等因素对污染扩散过程的影响,以求模拟得到目标区域土壤重金属污染更加符合实际情况的扩散过程。在完成对污染扩散模型算法的改进之后,结合Cesium开源框架实现在三维地球上对目标区域土壤重金属污染物Hg的扩散过程的可视化,在Web前端动态地展示研究区域Hg元素在传统扩散模型基础上结合风场因素的扩散过程。

黑磷中基于热驱动金属扩散诱导的相变

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可控相变。通过对BP-In界面的热退火处理,我们观察到了从BP纯相到BP/InP混合相,再到InP纯相的阶段式相变现象。利用透射电子显微与拉曼光谱等表征技术,我们对诱导相变产生的机制进行了深入剖析,揭示了BP-In中热驱动的金属扩散行为是诱导相变发生的主要原因。通过对热驱动中影响能量供给的两个自由度(温度与时间)的精准调控,得到了阶段式相变过程中两个关键的阈值温度(相变启动与实现纯相转变)分别为300与350℃。本研究为2D材料体系中相变工程相关的研究提供了新的思路,也为拓展BP在电子学与光电子学器件中的应用提供了更多的可能性。

全球海滩重金属污染的研究进展

海滩粗颗粒沉积物中的重金属污染问题常被忽视,但是日益增强的人类活动造成了海滩沉积物重金属不同程度的污染,对海滩及周边的动植物和人类产生严重的损害,并降低了海滩质量和旅游及生态价值,这一问题受到越来越多人的关注。因此要及时了解海滩重金属污染的程度、范围、生态风险及其检测方法。本文在查阅全球海滩沉积物重金属污染的大量数据基础上,总结了海滩重金属在全球范围内的污染程度及分布特征,阐明了海滩重金属的污染评估结果及生态风险,揭示了海滩重金属的来源及其在沉积物中的扩散规律,并分析了海滩重金属污染的检测方法以及存在的问题。研究结果将对有效治理海滩污染、保护生态环境及健康发展旅游经济提供重要参考。

熔敷金属扩散氢逸出特性研究

采用酒精法测量扩散氢 ,研究了焊条熔敷金属扩散氢含量以及在测氢过程中扩散氢逸出量与逸出时间的关系 (逸出特性 )。研究结果表明 ,熔敷金属扩散氢逸出特性受扩散氢含量、焊道数、熔敷金属化学成分和表面状态等多种因素的影响。熔敷金属扩散氢 (HDo)可以分为快速逸出扩散氢 (HDq)和慢速逸出扩散氢(HDs)

药芯焊丝熔敷金属中扩散氢含量不同测定方法的对比研究

熔敷金属中的扩散氢含量,是产生延迟裂纹的主要原因之一。为防止产生裂纹,除焊前、焊后采取适当的热处理、合适的焊接工艺之外,选用高质量、低氢含量的焊接材料也是极为关键的元素。文中就测试E501T—1型药芯焊丝熔敷金属中的扩散氢含量使用不同标准、不同方法进行对比,客观地总结了它们之间的区别,以方便用户选择合适的标准和试验方法对焊接材料进行扩散氢检验。

碱性焊条药皮处理条件对焊缝金属扩散氢影响的研究

对降低手工焊条熔敷金属扩散氢的研究多是从原材料及冶金方面考虑的,在工艺上则统一要求焊条烘干后立即使用.这样,焊条从出厂到被使用过程中总会被烘干2～3次,这种重复烘干对扩散氢的影响尚未有人探讨过.针对这种情况,研究了碱性焊条在不同药皮处理条件(主要是烘干次数不同)下焊缝金属中的扩散氢.试验结果及分析表明,经重复烘干─吸潮─烘干处理后,焊条药皮中吸水性强的Na+吸水行为受到限制,从而熔敷金属中的扩散氢显著降低.

垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管电学法热阻测试中测试电流的研究

本文针对垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件电学法热阻测试的关键参数——测试电流的影响因素进行研究,测试电流选择恰当与否是热阻测试的先决条件。通过理论分析和三款典型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件的试验验证,得出一种通过测试电流自升温、测试延迟时间及校温曲线这3个方面有效确定垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件电学法热阻测试时测试电流的方法。

关于金属扩散实验新方案的研究

反映固态金属中原子的扩散现象,加深学生对金属扩散理论的理解,目前的金属学教学中有待于进一步健全“金属扩散实验”。使用高熔点的合金渗锌剂,在可以获得反映铜金属中原子显著扩散的多相薄层组织的条件下,能大大地缩短铜渗锌工艺时间。本文在此实验结果及其分析的基础上,对铜渗锌扩散实验内容进行了详细的讨论与设计,最终为金属学教学中关于“金属中原子扩散”实验提供了新的实施方法。

金属扩散问题的一般解法

本文提出了一种求解扩散系数为非常数、带有边界条件和初始条件的金属扩散问题的数值方法.

高压抗辐射横向扩散金属氧化物半导体的设计与研究

针对宇航级功率集成电路中横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件抗单粒子辐射性能低的问题,开展了高压LDMOS抗单粒子效应加固技术的研究,采用重掺杂P+well及漏区缓冲层结构设计了一种耐压为60 V的N型LDMOS器件。利用TCAD软件对重掺杂P+well及漏区缓冲层结构的加固机理进行仿真分析,并对回片器件利用Ta离子(线性能量转移,LET=79.2 MeV·cm^(2)/mg)进行辐照试验验证,结果表明,提高Pwell掺杂浓度和采用缓冲层结构可将高压LDMOS器件抗单粒子烧毁电压提升至60 V。

液压泵滑靴双金属扩散焊性能稳定性验证研究

针对某批次液压泵滑靴铜层出现掉块、剥落等问题,对液压泵的使用可靠性进行了评估研究。分析了滑靴铜层剥落的内在原因与滑靴双金属扩散焊层孔隙有关,采用工业CT技术检测扩散焊层孔隙并制定检测要求;选定缺陷最大的滑靴作为研究样本,仿真分析其扩散焊界面缺陷处的应力分布和损伤判据,并通过220 h耐久试验验证。结果表明:试验泵运行良好,性能稳定,分解后检测样本滑靴扩散焊界面缺陷试验前后稳定无变化,确认该批次液压泵安全可靠,可以继续使用。为液压泵工程应用研究提供了部分参考。

用扩散涂金属法修复和强化铝合金精密零件

本文提出了用气相接触扩散涂金属法来修复和强化机油泵、燃油泵和其它机构的铝合金精密零件。

SOI高压LDMOS器件氧化层抗总电离剂量辐射效应研究

绝缘体上硅(SOI)高压横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是高压集成电路的核心器件,对其进行了总电离剂量(TID)辐射效应研究。利用仿真软件研究了器件栅氧化层、场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷对电场和载流子分布的调制作用,栅氧化层辐射陷阱电荷主要作用于器件沟道区,而场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷则主要作用于器件漂移区;辐射陷阱电荷在器件内部感生出的镜像电荷改变了器件原有的电场和载流子分布,从而导致器件阈值电压、击穿电压和导通电阻等参数的退化。对80 V SOI高压LDMOS器件进行了总电离剂量辐射实验,结果表明在ON态和OFF态下随着辐射剂量的增加器件性能逐步衰退,当累积辐射剂量为200 krad(Si)时,器件的击穿电压大于80 V,阈值电压漂移为0.3 V,器件抗总电离剂量辐射能力大于200 krad(Si)。

大功率射频Si-VDMOS功率晶体管研制

介绍了大功率射频硅-垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Si-VDMOS)的研制结果,采用栅分离降低反馈电容技术、多子胞降低源极电感技术等,从芯片原理着手,比较分析两种芯片结构设计对反馈电容的影响,以及两种布局引线对源极电感的影响,并研制出了百瓦级以上大功率射频Si-VDMOS功率晶体管系列产品。产品主要性能如下:在工作电压28 V及连续波下,采用8胞合成时,225 MHz输出功率达200 W以上,500 MHz输出功率达150 W以上;进一步增加子胞数量,采用12胞合成时,225 MHz输出功率达300 W以上,同时具备良好的增益及效率特性,与国外大功率射频Si-VDMOS功率晶体管的产品参数相比,达到了同类产品水平。

200 V全碳化硅集成技术

本文提出了一种基于N衬底P外延晶圆的全碳化硅(Silicon Carbide,SiC)集成工艺平台,该工艺平台兼容低压互补金属氧化物半导体场效应晶体管(Complementary Metal Oxide Semiconductor field-effect transistor,CMOS)、横向扩散金属氧化物半导体(Laterally-Diffused MOS,LDMOS)以及高压二极管等器件.采用P型缓冲层技术调节器件垂直方向电场分布,使高压器件垂直方向耐受电压提高212.4%;在1μm厚度的P型缓冲层和1μm厚度的P型外延层上,实现LDMOS、高压二级管和高侧区域耐受电压大于300 V.基于该工艺平台,搭建了SiC CMOS反相器和反相器链电路,均实现了0~20 V轨至轨的电压输出;设计了半桥驱动电路,低压侧驱动电路由四阶反相器构成;高压侧驱动电路由电平移位电路和高侧区域反相器链电路组成,实现了180~200 V浮空栅极驱动信号输出.

防扩散镀层的新工艺方向

镀金制品采用镀镍防扩散层可以防止底层的铜与金层的相互扩散。西欧国家与人体直接接触的金属消费品规定了镍释出率和标准。

GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。