近年來(lái),利用激光激勵(lì)納米結(jié)構(gòu)多層膜自蔓延反應(yīng)瞬間放熱作為熱源實(shí)現(xiàn)熱敏感材料連接的方式,在微納米器件制造領(lǐng)域備受關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)多層膜在自蔓延反應(yīng)過(guò)程中,由于熵值降低而釋放原子間結(jié)合能,反應(yīng)速度可高達(dá)30 m/s,在局部空間瞬間產(chǎn)生1400K以上的高溫,在50 ms內(nèi)迅速冷卻至室溫。并且可以在真空或者水下自發(fā)持續(xù)進(jìn)行,對(duì)降低連接過(guò)程對(duì)外加熱源的要求,精確控制母材熱輸入,獲得微納器件的精密連接具有重要意義。本論文提出以反應(yīng)性納米多層膜（RNML）作為連接中間層,開(kāi)展了Ti/Ni和Ni/Al納米多層膜連接研究。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備及性能表征,獲得了調(diào)制結(jié)構(gòu)與熱學(xué)性能相匹配的納米多層膜,采用納米多層膜對(duì)金屬及非金屬材料進(jìn)行了不同連接工藝的試驗(yàn)研究,系統(tǒng)研究了薄膜原子比和連接工藝參數(shù)對(duì)接頭組織和性能的影響,深入分析了連接界面反應(yīng)和接頭失效機(jī)理。研究了Ti/Ni,Ti/Al和Ni/Al三種反應(yīng)性納米多層膜的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和自蔓延反應(yīng)特性。采用物理氣相沉積技術(shù)（磁控濺射法）制備得到Ti/Ni,Ti/Al和Ni/Al三種不同體系的多層膜。通過(guò)高速攝影觀(guān)察了薄膜的自蔓延反應(yīng)過(guò)程,并對(duì)放熱量及其產(chǎn)物進(jìn)行了理論計(jì)算和... 

【文章來(lái)源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

SHS反應(yīng)過(guò)程示意圖

圖 1-3 機(jī)械軋制示意圖[34]Figure 1-3 Scheme of cold rolling procedure[34].1.2.3.2 化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法是將含有薄膜元素的化合物或單質(zhì)氣體通入反應(yīng)室內(nèi)，利用氣相物質(zhì)在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成固態(tài)薄膜的工藝。Lan 等人[36]采用大功率直流電弧等離子體噴射化學(xué)氣相沉積法制備微/納米多層金剛石薄膜，該多層膜具有 4 層膜結(jié)構(gòu)，并在微/納米層間呈現(xiàn)相互嵌套式的界面。隨著多層膜層數(shù)的增加，膜生長(zhǎng)速率出現(xiàn)先升高后降低然后再升高的變化趨勢(shì)。化學(xué)氣相沉積技術(shù)成膜均勻致密，沉積速度快，膜與襯底結(jié)合力強(qiáng)，特定材料的膜層還具有優(yōu)異的光、熱和電學(xué)性能，并且易于生產(chǎn)，但該技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)大量交替多層膜材料的制備[37]。1.2.3.3 物理氣相沉積法常用的制備納米多層膜的物理氣相沉積技術(shù)主要有真空蒸鍍，電子束蒸鍍，離子束濺射和磁控濺射法。真空蒸鍍法是在高真空中將鍍料加熱并蒸發(fā)，使其由

北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文陰極離子濺射，多弧離子濺射和反應(yīng)離子濺射等。李福球等人鍍法在不銹鋼上沉積了 10 μm 以上的多元交替 Ti/TiN/Zr/ZrN材料耐腐蝕程度，其薄膜表面與截面 SEM 如圖 1-5 所示[40]。可面平整致密，表面分布有色淺且大小不一的球形顆粒這是陰極藝存在的“液滴”造成的。Ti/TiN/Zr/ZrN 多層膜截面有 18 個(gè)為 800 nm 左右，總厚度為 15 μm。采用多層結(jié)構(gòu)包裹液滴，性極為重要[41]。Olbrich 等把直流偏壓改成脈沖形式，產(chǎn)生了鍍技術(shù)[42]。與傳統(tǒng)的直流偏壓工藝相比，有減少大顆粒數(shù)量與度和改善結(jié)構(gòu)組織等優(yōu)點(diǎn)。劉天偉等在不同偏壓下利用多弧離i/TiN 多層膜，研究表明脈沖偏壓不但影響多層膜物相各衍射相 Ti2N 的出現(xiàn)[43]。隨著脈沖偏壓的增加，柱狀晶結(jié)構(gòu)細(xì)化，腐蝕性能優(yōu)良。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]焊接速度對(duì)TC4鈦合金激光焊接成形及組織的影響[J]. 李明軍,陳和興,陳永城,羅子藝.  焊接技術(shù). 2017(12)
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碩士論文
[1]TA2、TC4鈦合金原始組織對(duì)其變形后組織性能的影響[D]. 于歡歡.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2016
[2]磁控濺射金屬增韌的TiN/AIN納米多層膜制備與性能研究[D]. 張金林.沈陽(yáng)大學(xué) 2012
[3]鈦合金激光搭接焊及數(shù)值模擬[D]. 彭善德.華中科技大學(xué) 2006



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