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電子封裝銅互連線多場耦合可靠性及損傷機制的研究進展

曾超凡，朱憶雪，楊兆凱，包宏偉，馬飛 — 2025年10月30 00:00

伴隨著集成電路集成度的增加，芯片尺寸不斷減小，銅互連線的尺寸也逐漸達到納米級別，銅互連線在力、熱、電多場耦合條件下的電遷移行為是影響小尺寸下其可靠性的重要因素。首先介紹了小尺寸銅互連面臨的主要問題，如，電子散射及擴散阻擋層導致的電阻率的增加以及電遷移現(xiàn)象的加劇。其次，探討了微觀結(jié)構(gòu)、宏觀尺寸以及制作工藝等方面對銅互連線電遷移行為的影響，這些影響因素顯著改變了銅互連線的電遷移行為及壽命；介紹了對銅互連線進行電遷移行為及壽命預測的有限元法、相場法、熵損傷模型等模擬方法。最后，根據(jù)目前已知的影響電遷移的因素進一步指出了有望改善銅互連線的電遷移的發(fā)展策略以及研究方向，為高性能銅互連材料設(shè)計提供重要參考。

CFRP/Ti疊層材料制孔技術(shù)研究現(xiàn)狀及進展

曹自洋，潘杰，倪家偉，許威，朱譯文 — 2025年10月30 00:00

碳纖維增強復合材料/鈦合金（CFRP/Ti）疊層材料因其優(yōu)異的綜合性能在航空航天領(lǐng)域被大量使用。在制造過程中，疊層材料通常以螺栓連接的方式組成所需的裝配結(jié)構(gòu)，連接孔的加工質(zhì)量直接影響著疊層材料的力學性能等質(zhì)量指標，因此如何提高其制孔質(zhì)量及其制孔壽命被廣泛關(guān)注。總結(jié)了近年來CFRP/Ti疊層材料制孔技術(shù)的研究進展，從鉆削制孔和螺旋銑孔2個方面重點闡述了CFRP/Ti疊層材料的制孔過程、制孔缺陷及其形成機理以及制孔質(zhì)量的影響因素；介紹了振動輔助加工技術(shù)和微量潤滑（MQL）冷卻方式在CFRP/Ti疊層材料制孔過程中減小切削力、降低切削溫度等方面的加工優(yōu)勢，并對未來CFRP/Ti疊層材料制孔技術(shù)的發(fā)展方向進行了展望。

鎳基合金的高溫腐蝕研究進展

李聰，張卓，任延杰，陳薦 — 2025年10月30 00:00

鎳基合金廣泛應用于航空航天、能源電力等行業(yè)中，然而在一些腐蝕性極其嚴苛的腐蝕環(huán)境中，鎳基合金將遭到嚴重的腐蝕破壞。近些年，越來越多的國內(nèi)外學者對不同類型的鎳基合金在高溫環(huán)境下的腐蝕行為進行了較為深入的研究，然而到目前為止，對鎳基合金高溫腐蝕的系統(tǒng)歸納和總結(jié)還較為缺乏。基于此，對鎳基合金高溫腐蝕研究工作進行了較為全面的梳理，從高溫氧化、混合氣體腐蝕、熱腐蝕以及其它腐蝕4個方面闡述了鎳基合金在不同高溫環(huán)境下的腐蝕行為，結(jié)果表明：① 部分鎳基合金在高溫環(huán)境下合金表面形成致密氧化膜，起到一定的保護作用，但過高的溫度可能會引起氧化膜破裂。② 相比高溫氧化，混合氣體腐蝕相對復雜，其危害性比單一氣氛也更大。③ 因服役環(huán)境的不同，鎳基合金熱腐蝕種類較多。當合金中含有稀土元素時，耐熱腐蝕性能更好，但含量不宜過高。④ 多孔鎳基合金高溫腐蝕呈現(xiàn)出不同特點，但目前其腐蝕機理尚不十分明晰。基于研究現(xiàn)狀，提出了進一步提高鎳基合金高溫腐蝕性能的研究重點，以期為鎳基合金的設(shè)計制備和長壽命服役提供科學參考。

分散劑對光固化3D打印陶瓷漿料分散性影響的研究進展

樊軍，李喬磊，岳新艷，梁靜靜，李金國 — 2025年10月30 00:00

光固化3D打印陶瓷技術(shù)與傳統(tǒng)陶瓷成形工藝相比，具有成形精度高、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點，為復雜結(jié)構(gòu)陶瓷型芯的制備提供了一種可靠的成形工藝。該工藝制備高性能陶瓷的關(guān)鍵在制備低粘度、高固含量、均勻穩(wěn)定的陶瓷漿料，小尺寸陶瓷顆粒的加入在提高陶瓷構(gòu)件性能的同時，帶來漿料分散性差、粘度大、固化性能差等問題。針對該問題，目前最有效的解決措施是在陶瓷漿料中添加分散劑，利用分散劑空間位阻和靜電排斥機制，改善氧化物陶瓷顆粒與油性光敏樹脂不相容的問題，增強陶瓷顆粒間排斥作用，減少陶瓷顆粒間的團聚從而實現(xiàn)低粘度、高固含量、均勻穩(wěn)定陶瓷漿料的制備。總結(jié)了目前國內(nèi)外利用分散劑改善光固化3D打印陶瓷漿料的研究進展，對陶瓷漿料的分散劑選用規(guī)則進行了概述，為制備均勻穩(wěn)定的高固含量3D打印陶瓷漿料提供了理論基礎(chǔ)。

磷酸鈦釔鋰表面原位包覆制備高電壓鎳錳酸鋰鋰離子電池正極材料

王正午，黃憶雪，張恩鳳，劉永康，豐子良，張寶，董鵬，張英杰，張雁南 — 2025年10月30 00:00

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）因其高工作電壓（>4.7 V）和優(yōu)良的質(zhì)量能量密度（≥650 Wh·kg-1）可以成為一種有前途的鋰離子電池（lithium-ion batteries,LIBs）無鈷正極材料。然而，在高工作電壓下較差的循環(huán)性阻礙了其商業(yè)應用。采用凝膠溶膠法在LNMO表面成功原位構(gòu)筑了一層無機導電Li1.4Y0.4Ti1.6(PO4)3(LYTP)包覆層。對改性前后LNMO的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和電化學性能進行了綜合研究。結(jié)果表明，LYTP表面改性具有良好的多功能保護層作用，有效降低了錳在電解液中的溶解，提高了鋰離子的遷移效率。值得注意的是，LNMO@LYTP的容量保持率在500次循環(huán)后仍高達82%，顯著高于未包覆的LNMO正極。即使在10C倍率條件下，LNMO@LYTP也具有116 mAh·g-1的放電比容量。該研究為錳基正極材料的表面改性領(lǐng)域提供了數(shù)據(jù)，并為進一步提高其他高壓錳基LIBs正極材料的電化學性能提供了思路。

熱鍍鋅鋼在山東省大氣環(huán)境腐蝕等級評估及腐蝕失厚預測

程運佳，樊志彬，杜寶帥，姜波，黃振寧，高智悅，王蝶，安江峰 — 2025年10月30 00:00

鍍鋅鋼廣泛應用于輸電桿塔中，鍍鋅鋼服役過程中受到不同環(huán)境因素影響，在不同地區(qū)腐蝕速率不同，一定年限后其腐蝕失厚將相差較大。采用暴露試驗獲取熱鍍鋅鋼在山東地區(qū)100個試驗站點第1年的腐蝕速率，隨后利用空間插值算法繪制整個山東地區(qū)的熱鍍鋅鋼腐蝕等級分布圖，通過SEM與EDS分析已服役10年、12年、15年鍍鋅鋼構(gòu)件有裂紋表面和無裂紋表面的元素，基于環(huán)境因子分析與腐蝕動力學方程預測鍍鋅層若干年后的腐蝕失厚。結(jié)果顯示，山東地區(qū)鋅的腐蝕等級在絕大部分地區(qū)為C3級，在北部沿海地區(qū)為C4級，在極少數(shù)地方為C2級或C5級；綜合SEM、EDS與環(huán)境因子分析發(fā)現(xiàn)氯化物與鋅腐蝕有直接關(guān)系，SO2濃度與NO2濃度對鋅腐蝕是起綜合作用，基于氯化物沉積速率、SO2濃度與NO2濃度對山東地區(qū)進行大氣類型分類，構(gòu)建鋅在不同大氣類型下的腐蝕動力學模型，預測熱鍍鋅層在山東地區(qū)服役20年和50年后的平均腐蝕失厚與最大腐蝕失厚損失，繪制出腐蝕失厚分布圖，可為山東地區(qū)鍍鋅層厚度設(shè)計提供參考。

碳纖維/樹脂復合材料火焰耐受性研究

李敏，李林，李松陽，何歆，冀浩 — 2025年10月30 00:00

碳纖維/樹脂復合材料由于比強度高、可設(shè)計性強的優(yōu)點在民用航空發(fā)動機上有著越來越重要的應用。當復合材料部件的功能為發(fā)動機防火墻時，需要開展設(shè)計評估，表明其對航空發(fā)動機適航規(guī)定（CCAR-33R2）第33-17條防火條款的適航符合性。為解決現(xiàn)階段復合材料部件缺乏火焰包容能力的實驗研究和基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)支撐的問題，開展了不同層厚的熱固型復合材料（碳纖維/環(huán)氧樹脂）和熱塑型復合材料（碳纖維/聚醚醚酮）防火實驗。防火實驗結(jié)果表明，經(jīng)過15 min標準火焰沖擊，2種復合材料均未出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象，展現(xiàn)出良好的火焰包容能力。通過對實驗件表面溫度的測量，建立了其火焰耐受性隨層厚增加的變化規(guī)律。對比分析了2種復合材料的背火面溫度差異及影響因素，這對復合材料部件防火適航設(shè)計與驗證、提高發(fā)動機防火安全性具有指導意義。

氧空位TiO2復合材料在鈉離子電池中的研究進展

周烽海，李偉，王紹聰，呂奕菊，劉崢 — 2025年10月30 00:00

對近些年國內(nèi)外對氧空位TiO2復合材料在鈉離子電池負極材料中的應用作了總結(jié)。首先介紹了TiO2氧空位產(chǎn)生的方法，如化學還原、缺氧條件、金屬或非金屬摻雜等，以及一些常用的氧空位表征方法，如EPR、XPS、STEM等技術(shù)。著重闡述了氧空位在TiO2中的作用，它能顯著影響TiO2的物理和化學性質(zhì)，包括能帶結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和吸附性質(zhì)。研究表明，富氧空位的TiO2鈉儲存性能顯著提高。同時通過晶面控制劑NaBF4來調(diào)控TiO2（001）晶面比例來降低電子/離子轉(zhuǎn)移阻抗。最后介紹了幾種富含氧空位的TiO2復合材料的制備方法以及在鈉離子電池負極材料中的實際應用，證實了氧空位的引入可以提高TiO2的導電性，有利于加速鈉離子的吸附和擴散動力學，從而使氧空位TiO2復合材料獲得優(yōu)異的電化學性能。希望對氧空位TiO2復合材料的研究進行總結(jié)能為日后創(chuàng)造更高性能的此類復合材料提供參考。

激光熔覆鐵基非晶合金復合涂層韌性和塑性研究進展

張凱，毛鵬展，霍嘉翔，劉偉，張磊，伏利，陳小明 — 2025年10月30 00:00

鐵基非晶合金因為優(yōu)異的力學、化學和物理性能，以及較低的成本，在工業(yè)上非常有應用前景。但鐵基非晶合金韌性和塑性欠缺，一直制約著其在涂層應用領(lǐng)域的發(fā)展。為解決這個問題，研究學者們在激光熔覆制備工藝和材料成分方面進行了大量了研究，以探究非晶相和晶體相雙相共存增塑增韌的作用機理，取得了豐碩的成果。非晶相和晶體相雙相共存能有效提高鐵基非晶合金復合涂層的韌性和塑性，晶體相的晶粒尺寸、結(jié)構(gòu)和分布情況都對鐵基非晶合金復合涂層的韌性或塑性有較大的影響。對近年來激光熔覆鐵基非晶合金復合涂層增塑增韌在激光工藝參數(shù)、材料成分和輔助方法方面的研究進展進行了歸納和總結(jié)，分析了目前存在的主要問題，并展望了未來的發(fā)展方向。

球形TiO2顆粒制備工藝研究進展

鄭倩，夏中華，楊振華，顏元東，李烀，孔紹曦，張建平，閆世成，曹家凱，夏煒煒，馮建情 — 2025年10月30 00:00

金紅石相TiO₂因其高機械強度、高擊穿電壓及低介電損耗等優(yōu)異特性，常被用作聚合物基覆銅板的無機陶瓷填料，以改善基體的介電性能和力學性能。然而，兼具高流動性特征的球形TiO₂粉末的規(guī)模化制備仍面臨挑戰(zhàn)。系統(tǒng)評述了極具工業(yè)化潛力的球形TiO2化學與物理制備方法。在化學法方面（主要包括水熱法及水浴法），重點分析了可溶性鈦源種類、溫度場分布、反應壓力及介質(zhì)環(huán)境等因素對鈦源水解動力學及其初級Ti(OH)4膠束組裝成球形結(jié)構(gòu)的動力學影響規(guī)律；在物理法方面（主要包括噴霧造粒與高溫熔融球化），深入探討了顆粒組裝球化技術(shù)與熱處理致密化等工藝參數(shù)對制備高質(zhì)量球形顆粒的影響規(guī)律，并總結(jié)了熱處理氣氛、雜質(zhì)元素的種類與含量、初始顆粒尺寸及熱處理工藝對銳鈦礦向金紅石相轉(zhuǎn)變動力學的影響規(guī)律。分析表明：化學法制備仍受困于難以精確控制鈦源水解動力學、顆粒尺寸均一性不足以及尺寸范圍可調(diào)性有限等科技挑戰(zhàn)；相比之下，物理法制備更易于獲得高球形度產(chǎn)品，且顆粒尺寸可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但同樣面臨顆粒尺寸均一性不佳的技術(shù)瓶頸。