张振杰
,
汪红
,
杨卓青
,
丁桂甫
,
赵小林
功能材料
选择聚氨酯改性环氧树脂作为基体,利用微加工工艺制备了一种以电镀镍丝作为增强体的微尺寸有序增强聚合物基体复合材料。ANSYS有限元仿真结果表明基体完全包裹增强体能够很好地缓解应力集中,当增强体的排布角度为45°,体积含量为62.5%时,复合材料变形过程中应力集中程度相对最弱。对制备的微尺寸复合材料进行了DMA拉伸测试,结果表明相比单一的聚合物基体材料,有序增强复合结构材料的抗拉强度和弹性模量分别约提高了4倍和3倍,最后,通过扫描电镜观察了试样断口,对其拉伸断裂过程进行了合理分析。
关键词:
MEMS
,
复合材料
,
ANSYS
,
有序增强
,
微尺度
张东梅
,
丁桂甫
,
汪红
,
姜政
,
姚锦元
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.03.010
研究了采用Sn/Bi合金作为中间层的键合封装技术.通过电镀的方法在基片上形成Cr/Ni/Cu/Sn、芯片上形成Cr/Ni/Cu/Bi多金属层,在513K、150Pa的真空环境中进行共晶键合,键合过程不需使用助焊剂,避免了助焊剂对微器件的污染.实验表明:这种键合工艺具有较好的气密性,键合区合金层分布均匀,无缝隙、气泡等缺陷,键合强度较高,能够满足电子元器件和微机电系统(MEMS)可动部件低温气密性封装的要求.
关键词:
微机电系统
,
气密性封装
,
低温键合
苏永其
,
张振杰
,
汪红
,
姚锦元
,
蒋为桥
,
丁桂甫
腐蚀与防护
为了实现汽车零部件环境友好型镀锌防腐蚀处理,利用纳米镀锌和电泳涂装技术的有机结合,分别对酸性和碱性镀液电镀锌进行纳米改性研究.采用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究镀锌层的表面形貌以及复合镀层的断面形貌；测量了镀锌层的塔菲尔(Tafel)曲线；采用百格刀法测试层间结合力并对复合镀层进行中性盐雾试验.结果表明,两种镀锌层均出现纳米晶；随着镀锌电流密度的增大两种镀锌层的腐蚀电位均增大,同时腐蚀电流密度降低；复合镀层中性盐雾试验耐腐蚀时间达到1000 h且结合力达到5B水平,这表明纳米晶镀锌层和电泳漆层具有良好的结合力和耐腐蚀性能.
关键词:
纳米锌
,
电泳涂装
,
耐蚀性
,
复合镀层
侯捷
,
张丛春
,
杨春生
,
丁桂甫
功能材料
采用射频磁控溅射(rf magnetron sputtering)在Si(100)衬底上生长得到MgO薄膜.将在不同气压和Ar分压条件下得到的样品在氧气氛围下1000℃退火并进行X射线衍射(XRD)分析,结果表明,溅射总气压和O2分压影响MgO薄膜的择优取向,控制总气压和Ar分压可以控制MgO薄膜的晶格取向,Si衬底取向也对薄膜的择优取向产生影响.通过扫描电子显微镜(SEM)分析发现,MgO薄膜经过高温退火形成结晶并产生了表面裂纹.
关键词:
射频磁控溅射
,
MgO
,
XRD
,
SEM
诸利达
,
丁桂甫
,
吴惠箐
,
汪红
材料科学与工程学报
本文选用多壁碳纳米管作为增强相材料,采用超声复合空气搅拌及复合电沉积技术.制备了碳管分散均匀,镀层表面平整的连续镍基碳纳米管复合薄膜.经扫描电子显微镜(SEM)观察,超声复合空气搅拌可以有效改善镀层中碳纳米管的分散性和镀层表面平整性.通过选择合适的电流密度和镀液中碳纳米管含量可以调整镀层中碳纳米管的复合量,并同时保持镀层的平整性和镀层中碳纳米管的分散性.在实验测定的几组数据中,当碳管量为6～8g/L,电流密度为5A/dm2,分散剂加入量为6m1～8ml/L,超声复合空气搅拌时,得到表面平整,碳纳米管分散良好的连续致密镀层.用碳硫分析仪测得碳纳米管复合量可达5.7%(体积百分比).
关键词:
材料学
,
镍基复合材料
,
复合电沉积
,
碳纳米管
毛胜平
,
汪红
,
刘瑞
,
汤俊
,
李雪萍
,
丁桂甫
功能材料
利用LIGA或UV-LIGA技术制备的镍,特别适合作为微器件的结构材料.材料的力学性能在微器件的仿真设计和实际使用中起到重要作用.主要利用常规的力学试验机和自行搭建的微拉伸平台,通过单轴拉伸方法测试了电流密度为20mA/cm~2的UV-LIGA镍薄膜的力学性能.3种测试方法的结果呈现了一致的规律性变化--弹性模量显著降低,强度显著提高,表明UV-LIGA镍具有与块体镍显著不同的力学性能.通过X射线衍射分析(XRD),测量了该电流密度下试样的择优取向和晶粒尺寸,通过场发射扫描电镜(SEM)观察了试样的表面形貌和拉伸断口,并初步地分析了UV-LIGA镍力学性能的变化原因.该测试结果为微器件的仿真设计提供了重要的参考依据.
关键词:
MEMS
,
UV-LIGA镍
,
电沉积
,
力学性能
,
单轴拉伸
张丛春
,
杨春生
,
石金川
,
丁桂甫
功能材料
采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了LaNiO3薄膜.通过后续热处理使薄膜晶化,并用四探针法测量了薄膜的表面电阻率.借助X射线衍射分析、电感耦合等离子体发射光谱、原子力显微镜等手段研究了溅射工艺及热处理温度对薄膜显微结构的影响.实验结果表明,在氧气氛保护下,于550℃处理1h,薄膜晶化.溅射氧分压在10%～25%之间,700℃热处理时可以得到表面光滑致密且电性能较好的薄膜.
关键词:
磁控溅射
,
LaNiO3薄膜
,
显微结构
,
电阻率
崔雪梅
,
王艳
,
邓敏
,
丁桂甫
功能材料
提出了一种新型的制备碳纳米管场发射阴极的方法———植布法,详细描述了植布法工艺,并用扫描电镜观察植布法得到的样品的表面形态,讨论了球磨工艺、碳管和聚合物分散剂不同质量配比,及聚合物介质刻蚀时间的长短对最终场发射阴极性能的影响。实验表明植布法制备的场发射阴极具有良好的场发射性能,如低的开启电压（约为1.7V/μm）,高的电流密度（在3.6V/μm下,电流密度可以达到26mA/cm2）。该方法结合了传统直接生长和丝网印刷法制备碳纳米管阴极的优点,实现了碳纳米管与金属基底可靠结合的结构,广泛适用于以该结构作为核心功能单元的器件。
关键词:
碳纳米管
,
聚酰亚胺
,
场发射阴极
,
场发射性能
,
植布法
杨卓青
,
丁桂甫
,
蔡豪刚
,
付世
,
赵小林
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.03.013
基于非硅表面微加工技术,设计了一种新的MEMS微型惯性电学开关.较厚的质量块可动电极和位于其上方悬空的弹性梁固定电极,不但有利于提高开关器件的触发灵敏度和接触效果,而且可避免质量块和弹簧过多偏离对器件造成的损坏.对所设计开关进行了有限元动态接触仿真,结果表明开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.24ms和10μs,表现出较高的触发灵敏度和良好的接触效果,随加速度的增加惯性开关的响应时间减小,两电极的接触时间增加.
关键词:
微型惯性开关
,
非硅表面微加工
,
设计
,
动力学仿真
