王星星
,
龙伟民
,
吕登峰
,
鲍丽
,
齐剑钊
,
孙华为
表面技术
采用硫酸盐系电解液在BAg50CuZn钎料表面电镀Sn,考察了电流密度、镀液温度、阴阳极间距、超声波功率及超声波频率对AgCuZn钎料电镀锡溶液电阻的影响,得出了较佳的工艺条件,并对该条件下制备的锡电镀层的微观表面形貌进行了观察.结果表明,施镀时间一定时,随着电流密度或超声波频率的增大,溶液电阻逐渐增大;阴阳极间距增大时,溶液电阻呈现先减小、后增大的趋势.在较佳工艺条件下施镀,可获得表面平整、致密的Sn电镀层.
关键词:
BAg50CuZn钎料
,
电镀锡
,
电解液电阻
,
超声波
王星星
,
张冠星
,
龙伟民
,
沈元勋
,
裴夤崟
,
吕登峰
稀有金属材料与工程
以Ag45CuZn钎料为基体,在其表面刷镀锡制备AgCuZnSn钎料,考察电流密度、阴阳极相对运动速度、镀液温度、刷镀电压和时间对刷镀电流效率和AgCuZnSn钎料中Sn含量的影响,采用扫描电镜(SEM)和润湿试验炉分析锡镀层的表面形貌和钎料的润湿性.结果表明,随着电流密度、刷镀电压及镀液温度的升高,电流效率和Sn含量先增大后减小;随着阴阳极相对运动速度的增加,电流效率逐渐降低,Sn含量先升高后下降;随着刷镀时间的延长,Sn含量逐渐增加,电流效率无显著变化.无定向锡颗粒平行于Ag45CuZn钎料表面方向的生长方式优于垂直其表面方向的生长方式,此时镀层表面平整、致密,孔隙率小(0.82％),锡晶粒的尺寸为0.3～1.8 μm.与基体Ag45CuZn钎料相比,刷镀2.38％(质量分数)金属Sn之后,其润湿面积提高19.5％,制备的Ag43.92Cu28.65Zn25.05Sn2.38钎料具有良好的润湿性.
关键词:
刷镀锡
,
钎料
,
电流效率
,
润湿性
,
表面形貌
,
孔隙率
王星星
,
龙伟民
,
沈元勋
,
吕登峰
,
郭艳红
,
路全彬
材料保护
为获得Sn含量高、润湿性佳的银基钎料,在BAg45CuZn钎料表面电沉积Sn,制备了BAg45CuZnSn 钎料.以电沉积电流效率和钎料中Sn含量为指标,采用正交试验对电流密度、温度、极间距、超声波功率和频率等工艺参数进行优化,再从电沉积Sn后钎料的润湿性能角度进行优选,采用扫描电镜和工具显微镜表征电沉积Sn层的形貌并测量其厚度.结果表明:BAg45 CuZn钎料表面电沉积Sn的最佳工艺为电流密度4 A/dm2,温度40℃,极间距22 mm,超声波功率240 W,超声波频率45 kHz；最佳工艺制备的Sn电沉积层表面平整、晶粒细小,阴极电流效率为67.58％,所得BAg45CuZnSn钎料中Sn含量为6.26％,钎料在316LN不锈钢表面的润湿铺展面积为375mm2,钎料的延伸率为41％,感应钎焊316LN不锈钢接头的最大抗剪强度为176.5 MPa,与基材BAg45CuZn钎料相比,BAg45CuZnSn钎料的润湿性和塑性大幅提高.
关键词:
电沉积Sn
,
BAg45CuZn钎料
,
工艺优选
,
润湿性
,
钎料中Sn含量
,
电流效率
,
塑性
王星星
,
龙伟民
,
裴夤崟
,
沈元勋
,
吕登峰
,
佘春
表面技术
在BAg45CuZn钎料表面进行化学镀锡,分析镀液温度、pH值、施镀时间对锡镀层的沉积速率和AgCuZnSn钎料中锡含量的影响规律,确定最佳工艺,并表征锡镀层的表面形貌和AgCuZnSn钎料的润湿性.分析表明:随着温度和pH值升高,镀层沉积速率和AgCuZnSn钎料锡含量均先升高,后降低；随着施镀时间的延长,沉积速率先增大,后快速减小,而AgCuZnSn钎料Sn含量逐渐增大.采用最佳工艺时,沉积速率达到13.6 μm/h,锡镀层的表面平整、致密度高,所得钎料的Sn含量为2.45％,与基体BAg45CuZn钎料相比,其润湿性有大幅度提高,铺展性好.
关键词:
钎料
,
化学镀锡
,
沉积速率
,
锡含量
,
润湿性
王星星
,
雷卫宁
,
刘维桥
,
邹旻
材料保护
采用超临界CO2电沉积方法制备高性能纳米晶粒沉积层,是制备纳米材料(镀层)的一种新方法.针对超临界条件下压力和温度参数对电镀体系乳化液电阻特性的影响,建立了其优化数学模型,利用MATLAB软件最优化工具箱和anova12方差分析函数进行数值求解和影响程度分析,同时采用非离子表面活性剂进行超临界CO2电镀金属镍的试验,并借助EViews软件对所建模型进行验证.结果表明:模型优化值与分析值几乎吻合;在优化条件下,体系乳化液的电阻分散状态最佳,镀层的平均硬度约提高30%;同等条件下压力对乳化液电阻的影响更显著,2软件结果显示出较好的一致性.采用MATLAB软件分析超临界电镀镍溶液特性是行之有效的方法,可为电镀新工艺开发提供科学依据.
关键词:
电镀镍
,
超临界CO2
,
溶液特性
,
数值分析
,
压力
,
温度
,
电阻
王星星
,
龙伟民
,
雷卫宁
,
刘维桥
,
吕登峰
稀有金属材料与工程
简单介绍CO2超临界流体(SCF-CO2)复合电铸的实验方法,采用扫描电镜(SEM)、数字显微硬度计对Ni-A12O3和Ni-金刚石复合电铸进行研究,分析SCF-CO2环境下制备的Ni-Al2O3复合电铸层(N1)和Ni-金刚石复合电铸层(N2)的表面微观组织,探讨强化颗粒(纳米A12O3和微米金刚石颗粒)、压力对N1和N2显微硬度的影响.结果表明,SCF-CO2环境下制备的N1表面光亮、平整,A12O3颗粒的分散效果好；随着Al2O3颗粒添加量增加,N1的显微硬度先逐渐上升后快速下降,在其添加量为60g/L、压力为14 MPa时,N1显微硬度最大,为11.4 GPa,是大气环境下制备的Ni-A12O3复合电铸层的2倍多,此时Nl中Al2O3颗粒的复合量为9.9％(质量分数).SCF-CO2环境下制备的N2表面含有黑色金刚石颗粒、微观组织呈胞状均匀分布;随着金刚石颗粒添加量增加,N2的显微硬度呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,在金刚石颗粒添加量为60 g/L、压力为10MPa时,显微硬度最大,可达到9.1 GPa,当压力高于14 MPa后,N2的显微硬度快速下降.
关键词:
镍基复合电铸层
,
超临界流体
,
纳米A12O3颗粒
,
金刚石颗粒
,
微观组织
王星星
,
雷卫宁
,
刘维桥
,
姜博
,
邹旻
稀有金属材料与工程
有效地改善沉积层厚度均匀性是电化学沉积技术应用的关键,简述了微电铸原理,综述了国内外微器件沉积层均匀性的最新研究进展,包括优化工艺参数、脉冲电流与换向脉冲电流、改善传质条件、辅助阴极、阴极屏蔽、阳极特性及数值模拟仿真技术改善沉积层均匀性的研究报道,详细介绍了超临界CO2电化学沉积新方法及其优点,并展望了今后的研究重点及发展方向.
关键词:
微器件
,
电铸
,
沉积层
,
均匀性
,
超临界CO2
李权才
,
王星星
,
雷卫宁
,
刘维桥
,
姜博
稀有金属材料与工程
采用非离子表面活性剂,进行超临界CO2流体( SCF-CO2)电铸金属镍的研究,分析电流密度对CO2超临界流体镍电铸层微观组织、显微硬度、阴极电流效率、沉积速率、铸层厚度的影响.结果表明,随着阴极表面电流密度从3 A/dm2逐渐增加至9 A/dm2,体系电流效率快速下降,金属镍电铸层的显微硬度、沉积速率、铸层厚度不断增大.在压力为10 Mpa,温度为323 K,电流密度为5 A/dm2时,镍电铸层的显微硬度、铸层厚度、阴极电流效率、沉积速率分别为7.01 Gpa、30.5 μm、94.51％、51.85 mg/cm2·h,与传统电铸方法相比较,SCF-CO2电铸法制备的镍电铸层表面平整、微观组织致密.
关键词:
电流密度
,
CO2超临界流体
,
镍电铸层
,
微观组织
,
显微硬度
,
电流效率
,
沉积速率
程瑶
,
王铭
,
王星星
,
徐征丽
,
汪大林
,
祝迎春
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160134
羟基磷灰石因有良好的生物学活性被广泛应用于人工骨替代材料,但纯羟基磷灰石存在的自身不足限制了其临床应用范围.人体硬组织中含有多种具有重要生化作用的微量元素,本研究按照骨骼中微量元素含量对羟基磷灰石进行掺杂改性,制备出一种新型仿骨成分多元掺杂纳米结构羟基磷灰石材料(HA2).通过碱性磷酸酶活性染色、半定量PCR测量和茜素红染色等不同方法对比了未掺杂纳米结构羟基磷灰石(HA1)和多元掺杂纳米结构羟基磷灰石材料(HA2)对小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)增殖及分化的影响.碱性磷酸酶活性染色实验证明HA2比HA1具有更强的促进细胞产生ALP的作用;半定量PCR测量证明HA2比HA1对成骨基因的表达有更为显著的促进作用;茜素红对矿化结节的染色实验同样证明HA2比HA1更有利于成骨细胞发生矿化.相对于未掺杂纳米结构HA1,多元掺杂纳米结构HA2对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1的分化及成骨有显著促进作用.多元掺杂改性使人工合成纳米结构羟基磷灰石更接近人体骨的无机成分,具有优良的成骨性能,是一种有前途的硬组织植入体材料.
关键词:
羟基磷灰石
,
微量元素
,
多元掺杂
,
纳米结构
,
成骨活性
王星星
,
谭群燕
,
薛鹏
,
唐明奇
,
龙伟民
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.014
采用温度梯度法对镀锡银钎料进行热扩散处理,形成了扩散过渡区.为了揭示镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制和主要物相的形成过程,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)对扩散过渡区的显微组织、Sn元素的面扫描分布、物相组成及形貌进行分析.研究表明,Sn元素在镀锡银钎料中分布均匀、无偏析,在扩散过渡区主要以棒状Ag3Sn相和块状Cu3Sn相存在.随着热扩散温度升高,Ag3Sn相和Cu3Sn相的相对衍射强度逐渐增大.Ag3Sn相的形成过程分为三个阶段:Ag3Sn颗粒相弥散分布、Ag3Sn颗粒相互相接触合并、生成大块棒状化合物相.Cu3Sn相主要是锡晶须生长冲破镀层的氧化膜,在张应力和压应力协同作用下形成.镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制为"钎接、互扩散、亚稳态、合金化".
关键词:
镀锡银钎料
,
扩散过渡区
,
温度梯度
,
物相
,
形成机制
