“金色工程”冶炼出铜铝金银

金色给了人们太多的希冀,缘于此,有色金属行业的信息化工程定名为“金色工程”。而其现状,却远未如名字这般烂然辉煌。同时这也反映了我国的工业部门特别是重工业部门的信息化程度较之服务行业的一些部门远为逊色这一实情。如何运用以计算机为代表的电子信息技术扭转传统的粗放型经营模式,向着生产、经营、决策的各个层面要效益…… 有色金属总公司做为国务院试点的三个控股公司之一,肩负着对本行业进行宏观调控、资金运作的管理职能。本行业的信息化程度正是由其负责统筹实施。为了了解其建设情况,笔者走访了有色金属总公司信息中心主任贾明星。

表面沾污对金铝键合脱键影响的微观机理分析

金铝键合脱键是一种电子元器件使用过程中严重的失效模式,其中键合表面沾污是一种导致该问题的常见原因。对表面沾污及无沾污样品分别进行粗铝丝键合和高温烘烤,然后对键合拉力、表面形貌、表面成分、聚焦离子束(FIB)剖面等进行测试对比,总结沾污导致键合失效的机理和特点。研究结果表明:表面无沾污的样品经历烘烤后键合拉力为720~801 g,失效模式为键合丝断裂;同样的条件下表面沾污样品的键合拉力为0~90 g,失效模式为脱键。通过对其表面及剖面分析发现,表面无沾污样品经过150℃下烘烤120 h后,金和铝之间可以充分扩散,形成均匀的金属间化合物;而表面沾污样品的污染物阻挡了金、铝扩散,或者限制了扩散区域,导致金和铝之间有效结合面积变小,使得该界面处形成缺陷源,以至于在后续高温烘烤过程中,金铝键合界面形成脆性的金属间化合物,同时产生内应力,进一步产生裂纹,最终发生金铝键合失效。

电子元器件金铝键合失效分析研究

金铝键合失效是电子元器件常见的失效模式之一。对某型号射频芯片和检波器两例产品开展了失效分析研究。结果表明,一例失效产品出现了键合丝脱落的情况,一例失效产品出现了键合拉力几乎为零的情况,这是由于铝焊盘与金键合丝之间形成了金铝间化合物,金铝间化合物电阻率较高,使得键合强度降低或键合脱开,最终导致产品失效。研究了金铝化合物的失效机理,借助扫描电子显微镜对金铝化合物形貌及元素进行了分析,最后对金铝化合物所导致的失效提出了预防和改进措施,对于提高电子元器件的可靠性具有一定的借鉴意义。

锌铝合金铸件电阻率的测试

介绍了测定锌铝合金等铸件电阻率的四端法，用以控制铸件合金性能。

退火过程中AA3003铝合金的析出与再结晶

通过硬度测试、电阻测试以及光学显微镜观察,研究不同冷变形量的AA3003合金在退火过程中析出与再结晶的相互作用及其对显微组织的影响。研究结果表明:在300℃和500℃退火时均有大量第二相粒子析出;在300℃退火时,析出相优先在位错、亚晶界等点阵缺陷处形核,较大的冷轧变形量将导致更多的析出;而且在300℃退火时,析出发生在再结晶之前,导致再结晶晶粒粗大;而在500℃退火时,再结晶发生在析出之前,析出与冷轧变形量无关,并可获得晶粒细小的再结晶组织。

2519铝合金薄板在不同时效状态的抗晶间腐蚀能力

研究了2519铝合金薄板经165℃不同时效状态的晶间腐蚀情况,分析了产生不同腐蚀情况的组织原因。研究结果表明:欠时效状态有明显的晶间腐蚀;而峰值时效或过时效状态无晶间腐蚀敏感性,且样品的峰值时效状态晶间腐蚀比过时效状态严重;欠时效状态下,晶界上具有较宽的无沉淀带,且析出粗大的沉淀相;而峰值时效和过时效状态下无沉淀带很窄,晶界上有较细小且离散均匀分布的第2相粒子;晶间腐蚀是作为阳极的贫铜区发生腐蚀形成溶解通道所致;贫铜区越宽,晶间腐蚀越严重,且其中大的脱溶相也降低了晶界的耐蚀能力。

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0.05In-0.1Sn铝合金基体中添加不同量的稀土元素Ce,制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析,研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响,并进行将稀土铝合金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明:当Ce的含量不大于0.5%时,细化枝晶的效果较好;添加稀土元素Ce,铝合金阳极的自腐蚀电位负移,放电稳定性和放电电压提高;当以50 mA/cm2的电流密度恒流放电时,Ce含量为0.3%的合金放电性能最好,放电电压为1.118 V,放电时间达到13 h;添加稀土元素Ce能改善铝合金阳极的耐腐蚀性能。

铝及铝合金仿木纹着色技术

综述了铝及铝合金的性能、应用领域、表面处理的方法及将来的发展趋势。着重阐述铝及铝合金仿木纹着色的发展潜力、仿木纹着色不同方法及其特点和木纹形成原理,尤其对电化学法形成木纹的不同工艺及原理作详细的论述,其中包括电化学法木纹处理工艺的体系及组分作用、去膜工艺、阳极氧化、着色和封闭等工序,提出了铝及铝合金仿木纹着色的应用前景及未来发展方向。

变质处理对过共晶铝硅合金组织和性能的影响

通过在铸造过程中对熔体进行二元和三元变质处理,制备了硅质量分数为18%的A390过共晶铝硅合金;通过金相分析、扫描电镜观察、拉伸性能测试、耐磨性能测试等手段研究了变质处理对A390过共晶铝硅合金组织和性能的影响。结果表明:A390合金经过变质处理后,初晶硅棱角得到钝化,尺寸小于30μm,共晶硅出现球化,晶粒尺寸减小;变质后合金力学性能明显提高,其中经三元变质处理后其室温抗拉强度与伸长率较未变质处理的分别提高了31%与150%;耐磨性能也有一定程度的改善,三元变质处理后的磨损机理以微观切削为主。

半导体器件金铝键合的寿命研究

金铝键合失效是MOSFET器件常见的失效模式之一,主要是由于金属间化合物的生成,影响了金铝键合的接触电性能,从而导致键合强度下降,接触电阻升高。针对这种失效模式,进行了三种不同高温条件下的加速寿命试验,并对这三种试验的器件进行金铝键合现象观察,对目前工艺水平下的金铝键合寿命进行了评估。

原位反应TiC颗粒对液相线铸造法制备半固态铝合金组织的影响

采用原位反应液相线铸造法制备7075+X%TiC(体积分数X=0、0.8、1.0、2.0)半固态铝合金坯料,选择590℃对其进行二次加热实验,保温时间分别为5、20、30min,并与液相线铸造7075铝合金的相同条件下的组织相比,探索原位TiC颗粒对液相线铸造铝合金组织的影响。结果表明,当原位TiC颗粒达到2%时,合金铸态组织基本变成等轴晶;二次加热后平均晶粒尺寸随着保温时间的延长具有长大现象,但是随着原位TiC颗粒的含量增加,长大幅度变小,颗粒抑制晶粒长大程度增强。

含硼电解低钛铝合金组织细化效果的衰退行为研究

对比研究了硼对电解低钛铝合金组织细化效果衰退行为的影响。结果表明,通过熔配加入微量硼可显著提高电解加钛的晶粒细化能力,并可有效抑制电解低钛铝合金微观晶粒的粗化,提高了电解加钛晶粒细化的抗衰退能力。

铝合金挤压铸造若干技术问题的讨论

叙述了挤压铸造的基本特点 ,对液态挤压铸造机要求具备低流速大流量平稳充填铸型和瞬时增压的能力。参考国内用油压机作挤压铸造机的设备和对由此所产生的铸件缺陷作了具体分析 。

大型薄壁铝合金铸件树脂砂型低压铸造设备的研究

介绍了一种树脂砂型专用的低压铸造设备,适用于优质大型薄壁铝合金铸件的生产。设备工作时,熔体在压缩空气的作用下按设定工艺自下而上充型,并在压力下凝固成形。该设备使用了自行研制的组合阀,具有良好的压力跟踪性能。充型速率、加压顺序和加压时间等工艺参数均由自行研制的控制软件精确控制。利用该设备,铸件单件浇注重量1.8 t。与传统的重力铸造相比,低压铸造生产的铸件易获得良好的冶金质量,组织致密,抗拉强度和延伸率高。用该设备生产的A357铸件,其本体切取试样σb>320 MPa,δ>5%,针孔度级别低。目前国内已有几家单位采用这种设备和工艺,生产出了优质大型薄壁铝合金铸件。

消除铁在铝合金中有害作用的途径

铝合金性能优异,应用广泛,而杂质元素对其性能造成了有害影响,其中铁是最有害的元素之一。如何降低铝合金中铁元素的含量,消除铁在铝合金中的有害作用,成为迫切需要解决的问题。总结分析认为,综合考虑生产成本和工艺复杂程度,在诸多方法中以化学沉淀法值得推广,但仍需寻找更为有效的添加剂。此外,综合使用多种方法,如中和剂+沉淀+过滤,可能获得更加理想的除铁效果。

Zr对快速凝固铝锂合金微观组织和力学性能的影响

采用多级快速冷凝装置研制了四种成分的快速凝固铝理合金，研究了Ｚｒ在合金中的存在形式及其对合金微观组织和力学性能的影响。

高温对金-铝系统电阻和强度的影响研究

在讨论金-铝键合系统失效机理的基础上,对高温条件下金-铝键合系统接触电阻和键合强度衰变情况进行研究。给出了金-铝系统接触电阻高温衰减曲线和破坏性键合拉力强度高温衰减曲线。通过对实验结果的分析,提出在设计中通过评估键合点工作温度来避免金-铝键合系统的可靠性隐患。

金铝键合寿命评价方法研究

由于金属间化合物的生成,会使金铝键合的接触电性能受到影响。从金属间化合物生成这一单一失效机理出发,以失效物理为理论基础,通过恒定高温加速和高温步进加速试验,针对不同温度下的金铝键合寿命做出评价,并给出键合寿命评价流程。

铝合金开裂机理及刻痕杆断裂分析

结合古典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,给出了铝合金在应力三轴空间广义屈服轨迹方程的新诠释.根据三向等拉伸应力状态下铝合金屈服和宏观脆断的重合性,提出了铝合金在应力三轴空间的开裂准则.并通过对铝合金刻痕杆断裂试验的数值模拟分析,验证了开裂准则的普适性及精度.给出了铝合金广义屈服和开裂模型的物理解释及抗断设防.