Cu箔集流体飞秒激光深刻蚀织构化及其对锂离子电池性能的影响

目的 使用飞秒激光在Cu箔表面深刻蚀织构化,制备微纳沟槽结构,提高锂离子电池Si电极循环稳定性。方法 系统研究激光能量密度、单位点有效脉冲数对厚度为9μm的Cu箔的表面形貌和微纳结构的影响规律,根据结果设计不同沟槽密度和沟槽深度的Cu箔,并组装成Si电极锂离子半电池,通过循环测试及循环后电极形貌揭示其稳定性提升的内在机理。结果 最佳的激光能量密度为3.18 J/cm^(2),此时改变单位点有效脉冲数和扫描间距可有效控制刻蚀沟槽的密度和深度。Si电极的循环稳定性随着Cu箔表面沟槽密度和沟槽深度的增加而逐渐提升,当沟槽密度为75%、沟槽深度为6μm时,循环300圈后剩余的容量高达911 mA·h/g,保持率为89%,电极形貌相对最完整、稳定。结论 刻蚀表面纳米结构增加了电极层与集流体之间的黏结强度;微米沟槽结构进一步保护了电极层,缓解了体积膨胀效应。采用Cu箔集流体深刻蚀显著改善了Si电极的剥离和开裂现象,实现了其电化学性能的提升。

Cu箔晶体微观形貌对爆炸箔起爆器的性能影响试验研究

为研究Cu箔微观形貌及内部晶体组织结构对爆炸箔起爆器(Exploding Foil Initiator,EFI)性能的影响规律,采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术和Lift-Off刻蚀法,在150,450 W和800 W溅射功率条件下制备了3种不同晶体形貌的Cu箔,并开展相应爆炸箔(Exploding Foil,EF)电爆炸性能,飞片速度以及EFI发火性能的试验研究。试验结果表明:3种溅射功率对应样品的平均晶粒尺寸分别为19.6~36.7nm,41.5~62.9 nm和58.6~80.2 nm,表面平均粗糙度分别为6.7,16.9 nm和46.2 nm,附着力分别为42.436,55.569 mN和71.135 mN。溅射功率为800 W时制备的Cu箔晶粒尺寸最大且分布最均匀,晶粒沉积致密平整,晶界较少,表面粗糙度最大,附着力最强,Cu(1 1 1)晶面的衍射峰最高,相应EF的电阻值和电感值最小,电爆炸能量利用率和飞片速度最高,集成的EFI 50%发火感度比溅射功率为450 W和150 W获得的样品分别高19.1%和22.6%。

溅射电压对高功率脉冲磁控溅射Cu箔微观结构及性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)工艺制备出铜(Cu)箔,研究了溅射电压对Cu箔微观结构和性能的影响。结果表明:在溅射电压700~950V范围内,Cu箔均呈现出明显的(111)晶面择优取向,其晶粒尺寸在27.7~36.5nm之间,相对密度在96.1%~98.5%之间,明显优于普通直流磁控溅射制备的Cu箔;随着溅射电压的增大,Cu箔由韧性逐渐向脆性转变,其电阻率逐渐降低至2.38μΩ·cm,接近纯Cu的本体电阻率。

Cu箔表面处理工艺

概述了PCB用Cu箔光泽面的表面处理工艺。处理过的Cu箔与树脂粒子难以融着到Cu箔光泽面上,而且具有优良的耐热变色性、焊料湿润性,抗蚀剂附着性和防锈蚀性等性能。

Cu箔缓冲层对SiO_(2)/TC4接头组织性能的影响

针对SiO_(2)石英玻璃/TC4钛合金钎焊接头易脆裂难题,以Cu箔为缓冲层,采用AgCuTi活性钎料对石英玻璃/TC4钛合金进行真空钎焊。通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射仪、力学试验机分析Cu缓冲层及不同钎焊工艺对SiO_(2)/TC4接头组织结构及力学性能的影响。研究结果表明,在合适的钎焊温度下,Cu箔缓冲层的加入一方面在SiO_(2)/AgCuTi界面处形成了合适厚度的TiSi_(2)+Ti_(4)O_(7)/Cu_(2)Ti_(4)O双层结构,另一方面在焊缝中形成大量韧性较好的Cu固溶体,这些固溶体在钎焊冷却过程中通过钎缝自身的蠕变和屈服吸收接头中的残余应力,减少接头残余应力,提高了钎焊接头的力学性能。当钎焊温度为900℃、保温时间10 min时,SiO_(2)/TC4钎焊接头抗剪强度最高,达到38 MPa。Cu箔缓冲层的加入显著改善了SiO_(2)石英玻璃/TC4钎焊接头的力学性能。

超声固接带状Cu/Al箔材性能试验研究

应用CX-UAM-1型金属超声波固接装置,对0.2mm厚度的T4纯铜箔材与6061铝合金进行固相连接,获得Cu/Al异种金属带状材料在特定工艺参数下的固接接头.试验研究在特定参数范围内,改变工艺参数固接过程静压力、振子输出振幅等值对Cu/Al固接件性能的影响情况.采用扫描电镜观测表面形貌情况,通过维氏硬度试验分析表面硬度变化情况,通过摩擦磨损试验测出摩擦系数变化情况.结果表明,振子输出振幅相同时,压力变大,固接箔材表面更为光滑平整.压力相同时,振子输出振幅变大,金属表面的颗粒变大且数量增多.试验范围内,带状Cu/Al箔材固接的最佳工艺参数为压力1.5kN,振子输出振幅30μm.

柔性Cu基底生长金属氧化物负极材料的研究现状

随着人们对可弯曲且高性能锂离子电池需求的不断增加,急需探究在柔性基底上生长金属氧化物的锂离子电池负极材料。为此,总结了近年在Cu箔上生长金属氧化物并作为锂离子电池负极材料的研究进展。主要概括了以柔性Cu箔为导电基底,在Cu箔表面直接生长CuO及其他金属氧化物的各种制备方法,并将所制备的柔性材料作为负极,探究其对锂离子电池电化学性能的影响。另外,对在Cu箔上生长金属氧化物的制备方法推广到其他柔性导电基底,以及在Cu箔上生长金属氧化物和金属有机框架应用在其他领域做了展望。

保温时间对添加中间层的钢/Mg焊接接头显微组织和性能的影响

通过添加Cu箔中间层,采用两次焊接法连接不锈钢和镁合金,并对其焊接接头的剪切强度、显微硬度、显微组织进行了测试分析。结果表明,不锈钢-铜-镁扩散连接接头界面连接良好;焊接接头剪切强度随保温时间的增加先增加后减小,最大值达到45.2 MPa;金属间化合物显微硬度高于两侧Mg合金和Cu箔;随着保温时间的增加,金属间化合物层厚度增加。

304不锈钢与C-276镍基耐蚀合金的真空钎焊

采用铜箔对C-276镍基耐蚀合金和304不锈钢的真空钎焊工艺进行研究。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、显微硬度机和万能材料试验机等手段研究钎焊温度对钎焊接头的微观组织和力学性能的影响。结果表明,钎焊温度对接头的组织和性能有明显影响。钎缝中心区为Cu基固溶体,两侧界面反应区分别为Fe基固溶体和Ni基固溶体。钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流失较多,接头强度也较低。当钎焊温度为1 125℃时,接头的拉剪强度最高,为105.7 MPa,且接头的断裂方式为韧性断裂。

发动机白铜气封镶块薄壁结构的钎焊

根据白铜气封镶块薄壁结构钎焊的需要,选择确定了B-Cu36NiMnCoFeSi箔带钎料并对其工艺性能和所钎焊接头的力学性能进行了试验;确定了气封镶块钎焊用夹具的结构及特殊要求;通过气封镶块试验件的钎焊,确定了钎焊工艺,并按该工艺进行了实际零件的钎焊生产。

非晶铜磷钎料真空钎焊的润湿性研究

利用快速凝固技术制备出Cu-Ni-Sn-P非晶箔带钎料.将此钎料分别在不同钎焊温度和钎焊时间下与紫铜进行真空钎焊,借助EPMA分析了钎缝的显微组织结构.利用DTA分析了成分相同的非晶钎料与普通钎料的润湿性差异.结果表明:与普通钎料相比,非晶钎料的润湿性明显提高,钎料与母材的相互扩散和冶金结合增强.