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金刚石/铜复合材料对大功率LED性能影响的数值分析

韩媛媛 , 郭宏 , 尹法章 , 张习敏 , , 范叶明 , 陈超

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z1.009

解决大功率发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的散热问题是提高LED封装可靠性的重要环节,其突破点就是对芯片热沉和基架材料及封装结构的设计.本文采用有限元方法研究了热沉材料及散热结构对大功率LED散热性能的影响.结果表明,当大功率LED具有相同的水冷散热结构、不同的热沉材料时,其温度场分布的趋势一致,都是芯片处的温度处于最高,随着与芯片距离的增加温度逐渐降低,水冷部分处于最低.与采用铜热沉的大功率LED相比,采用金刚石/铜复合材料热沉的大功率LED的芯片结温更低,芯片功率为5W和20W时芯片结温的降低率分别为9%和120,因此,金刚石/铜复合材料对降低大功率LED芯片结温的效果比较明显,且LED的芯片输入功率越大,金刚石/铜复合材料热沉对LED散热起到的作用越大.当大功率LED具有相同的金刚石/铜复合材料热沉、不同的散热结构时,水冷散热结构的散热效果要远远高于鳍片散热结构.

关键词: 金刚石/铜复合材料 , 大功率LED , 有限元方法 , 芯片结温

氢气热处理对铜/金刚石复合材料组织性能的影响

范叶明 , 郭宏 , 尹法章 , 张习敏 , , 韩媛媛 , 徐骏

材料热处理学报

研究了控制氢气流量为5 L/min,热处理温度为400、600和800℃,热处理时间为30 min条件下的氢气热处理对CuCr0.8/金刚石复合材料组织和性能的影响。断口SEM观察表明,氢气热处理后基体铜合金塑性变差且从金刚石表面脱粘,复合材料断裂方式为沿晶断裂,随热处理温度的上升组织劣化程度增加。复合材料残余抗弯强度随温度上升单调下降,最小值仅相当于未处理的28.0%,而热膨胀系数(CTE)最大值可达9.82×10-6/℃。经外观颜色与断口SEM观察并结合XRD分析可以推断氢蚀机制为:高温下氢夺取了复合材料中的氧生成了高压水蒸汽,不仅使基体脆化与界面胀裂,而且加速了界面碳化铬层的氧化及金刚石表层的石墨化。

关键词: 铜/金刚石 , 氢气 , 热处理 , 氢蚀机制 , 抗弯强度 , 热膨胀系数

流动Ar和N2对镀铬金刚石热处理后镀层组织的影响

范叶明 , 郭宏 , 尹法章 , 张习敏 , , 韩媛媛 , 徐骏

材料导报

研究了流动Ar和N2对镀铬金刚石热处理后镀层组织的影响,热处理温度分别为450℃、650℃和850℃,采用XRD、SEM和EDS方法对镀层组织进行了研究.研究结果表明,流动Ar时镀层易发生氧化,在较低的温度(如650℃)氧化已经十分显著,不同的是,流动N2氧化温度升高到850℃.在两种气氛下均发现,当热处理温度由650℃升至850℃时,镀层中碳化铬由低C/Cr相Cr7C3向高C/Cr相Cr3C2发生转化,且在氮气条件下转化率更高.上述现象归因于N2与镀层中的Cr反应生成了CrN,阻碍并延迟了镀层的氧化,有利于高温下金刚石表面的C原子与镀层中的Cr原子相互扩散.

关键词: 金刚石 , 镀铬 , 热处理 , 氩气 , 氮气

高铝青铜磷光复合烧结涂层组织及发光性能

李文生 , 王爽 , 何玲 , , 董洪峰

材料科学与工艺

采用真空热压烧结法在45 #钢基体上制备高铝青铜SrAl2O4∶Eu2+,Dy3磷光粒子自敏复合涂层,利用SEM、XRD和荧光分光光度计研究分析烧结复合涂层的结构及发光性能.结果表明:烧结复合涂层组织主要由高铝青铜烧结相、SrAl2O4的低温α相和高温β相共同组成,界面处主要以机械结合为主,并存在部分微区焊合点,涂层的发射光谱是典型的Eu2的4f5d→4f特征发射谱,烧结复合涂层表面发光强度受金属杂质、温度、压力、粉末粒度因素的影响.

关键词: 高铝青铜 , 磷光粒子 , 复合涂层 , 发光性能

高铝青铜等离子喷焊层组织及其形成过程

李文生 , 王大锋 , 董洪峰 ,

材料科学与工艺

为研究高铝青铜等离子喷焊层组织特征及其形成机理,采用等离子喷焊工艺在45钢基体上分别制备了厚度为2和5 mm的喷焊层,并对5 mm厚度喷焊层沿层深方向进行分层切割,利用光学显微镜、XRD、SEM、EDS分析了不同喷焊厚度的喷焊层组织形貌、相结构、相含量及界面处元素扩散.结果表明:不同厚度的高铝青铜喷焊层均形成了α,γ2及β'相包围k相生长的组织,喷焊过程中熔池不同位置的温度场参数和成分分布不同,形成的快速冷凝固组织特征不同.钢基体Fe元素向喷焊层纵深方向的扩散随喷焊层厚度增加,2 mm厚度的喷焊层中树枝状k相析出较少,偏析严重的位置出现粗大的球形组织,界面处的扩散冶金结合特征不明显;5 mm厚度的喷焊层中随分隔层厚度从2、3 mm增加到4 mm的过程中,Fe元素扩散作用减弱,在4 mm处Fe元素含量达到最低,富Fe的k相析出减少,均匀分布的树枝状组织逐渐增多.

关键词: 高铝青铜 , 喷焊层 , 微观组织 , 相含量 , 形成机理

高体积分数SiCP/Al复合材料电子封装盒体的制备

, 贾成厂 , 尹法章 , 梅雪珍 , 曲选辉

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.018

采用注射成型方法制备了SiCP封装盒体的预成型坯,用压力浸渗方法将熔融铝浸渗到SiCP封装盒体的预成型坯中,制备出含SiCP体积分数为65%的SiCP/Al复合材料的封装盒体.SEM观察表明,经过压力浸渗后SiCP/Al复合材料组织均匀且致密化高,室温热膨胀系数为8.0×10-6/K,热导率接近130 W/(m·K),密度为2.98g/cm3,能够很好地满足电子封装的要求.

关键词: SiCP/Al复合材料 , 脱脂 , 注射成型 , 压力熔渗

放电等离子烧结制备Diamond/Al复合材料

梁雪冰 , , 贾成厂

复合材料学报

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了Diamond/Al复合材料,研究了金刚石粒径、成分配比、工艺参数等对复合材料的导热性能的影响.结果表明,SPS可以得到导热性能较好的Diamond/Al复合材料,致密度是影响该材料导热性能的最重要因素.在实验确定的金刚石体积分数50%,金刚石粒径70μm,温度550℃、压力30MPa的工艺条件下,所制备的材料致密度较高,热导率为182W/(m·K),比相同条件下纯铝粉烧结体的热导率提高了34.8%,表明金刚石的添加对烧结铝基材料导热性能有明显的改善作用.

关键词: Diamond/Al复合材料 , 金刚石颗粒 , 放电等离子烧结 , 热导率

石化厂加热炉管腐蚀分析及控制

金文房 , 张斌 , 董玉明

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2000.04.015

通过对石化厂数座加热炉管腐蚀的调查,列举并分析了影响加热炉炉管腐蚀的一些因素,力求寻找到造成石化厂加热炉管严重腐蚀的原因及腐蚀机理,同时介绍了所采取的相应的防腐蚀措施和效果.

关键词: 炉管 , 圆筒立式加热炉 , 高温腐蚀

普方坯连铸机拉速提高后的脱方控制

杨大海

连铸 doi:10.3969/j.issn.1005-4006.2001.02.012

本文介绍罗普方坯连铸机提高拉速后产生脱方的原因和控制方法.

关键词:

基于压缩感知的多光谱图像去马赛算法

杨鹰 , 孔玲君 , 刘真

液晶与显示 doi:10.3788/YJYXS20173201.0056

针对目前多光谱图像去马赛算法存在计算量大、效率低的缺点,本文提出一种基于压缩感知的多光谱图像去马赛算法。首先,分析去马赛与压缩感知问题的等价性,建立基于压缩感知的去马赛模型;然后,采用离散余弦变换构建压缩感知的稀疏基,将去马赛问题转化为压缩感知的信号重构问题;最后,采用改进的光滑0范数和修正牛顿法的重构算法求解去马赛问题,得到重构的多光谱图像。仿真实验表明,相对于基于罗内压缩感知和组稀疏两种算法,本文算法提高了重构的多光谱图像的峰值信噪比,能有效减少对比算法重构多光谱图像中出现的锯齿现象,改善了重构图像具有更好的视觉效果。实验结果验证了本文算法的有效性。

关键词: 压缩感知 , 多光谱图像 , 去马赛

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