压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中，为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题，本工作采用磁控溅射方式对PZT压电陶瓷进行表面金属化以提高PZT压电陶瓷与TC4钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明：Ag与母材之间的结合力较差，未焊合位置出现于Ag层与母材的结合处。当使用Ti/Ag作为金属化层时，由于Ag与Ti的结合力较差，未焊合易出现于Ti与Ag的结合处。当金属化层为Ni/Ag时，Ni可与钎料形成Ni-Sn层，提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag结构，并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明，该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现PZT陶瓷母材与TC4合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为β-Sn/Ag3Sn/β-Sn+Ni3Sn4/ Ni3Sn+Ni/Ti2Ni/Ti2Ni+α-Ti/PZT。

采用活化Mo-Mn法和活性金属钎焊（AMB）工艺对Al2O3陶瓷进行金属化处理，分别研究了两种金属化工艺的界面形貌、新相的形成及显微结构的演变，并测试了Al2O3/Cu的力学性能和气密性。研究表明：采用活化Mo-Mn法的封接界面处出现玻璃相的迁移，形成了立方相MnAl2O4，可以提高封接强度。AMB工艺中活性元素Ti与Al2O3反应依次形成厚度为0.64 μm的TiO和1.03 μm的Cu3Ti3O。各层间热膨胀系数（CTE）的差异给钎焊接头提供了良好的热弹性相容性且降低了残余应力。活化Mo-Mn法的封接强度(（60.2±7.7） MPa)比AMB工艺(（43.1±6.9） MPa)高，但在气密性方面两者并无明显差别(均在2.3×10-11 Pa·m3·s-1左右)。

将开放式柔性铰链-杠杆结构与金属化光纤布拉格光栅（FBG）相结合，设计了一种用于动态轨道称重的FBG压力传感器。首先，采用金属化FBG，使FBG可以便利地焊接在柔性铰链支架上。然后，使用高响应频率的FBG解调仪快速读取实验数据。最后，利用FBG压力传感器，有效解决了测试系统的电磁干扰问题，并用铰链连接取代刚性连接，以提高传感器的灵敏度。实验结果表明，该传感器的压力灵敏度能达到60.8 pm/t，应变灵敏度为5.653 pm/με。

为解决光纤光栅易遭受破损和传感灵敏度不高的问题, 设计定制了微型点焊机和预应力平台, 先对光纤进行了镀镍金属化, 然后采用毛细管式电阻点焊法将光纤封装在毛细钢管中进行保护性封装, 并进行了温度传感特性检测。试验结果表明: 电镀的镍层表面光亮平滑, 光纤与电镀镍层结合紧密; 光纤传感器的中心波长与温度变化量之间的拟合线性度很好, 可以达到0.999以上; 温度灵敏度是裸光栅传感器的2.8倍左右。

基于塞贝克效应的热电转换技术, 在大量分散的低品位废热转换电能方面有着不可替代的优势。以热电优值ZT为性能指标的热电材料研发成为新能源材料领域研究的热点之一。近年来, 大量新型中温热电材料被相继发现, 然而新型热电材料的产业化应用, 尤其是在温差发电方面的进展尤为缓慢, 其中热电器件中的材料界面问题严重制约了热电转换技术的应用进程。本文从Bi₂Te₃型器件在温差发电方面所遇到的技术瓶颈为例, 阐述热电器件中的界面关键技术, 并归纳出电极接触界面需要综合考虑低的界面电阻、高的结合强度、以及好的高温稳定性能。然后总结了与Bi₂Te₃、PbTe、CoSb₃基三种热电材料相关的界面材料研究进展。

为提升LED芯片的光提取效率和电流扩展能力, 设计了双金属层环形叉指结构ITO/DBR电极的大功率倒装LED芯片, 并对分布式布拉格反射镜(DBR)薄膜和环形叉指电极结构进行了仿真优化计算。利用TFcalc软件仿真计算了DBR堆栈方式、堆栈周期和参考波长对DBR反射率的影响。仿真结果表明, 优化设计的双堆栈DBR薄膜在234nm宽波长范围内反射率均高于95%, 对应蓝黄光区域(440~610nm)平均反射率高达98.95%, 参考波长红移可以缓解DBR反射偏振效应。利用SimuLED软件仿真计算了电极结构对芯片电流扩展能力的影响。仿真结果表明, 350mA电流输入情况下, 单金属层电极电流密度均方差为44.36A/cm2, 而双金属层环形叉指数目为3×3时, 电流密度均方差降至14.37A/cm2。双金属层环形叉指电极降低了p、n电极间距, 减小了电流流动路径, 芯片电流扩展性能明显提升。

介绍了氮化铝(AlN)陶瓷激光金属化的进展和金属化过程中的问题以及主要解决方法。激光金属化利用激光的热效应使AlN表面发生热分解，直接生成金属导电层，该方法具有成本低、效率高、设备维护简单等优点。进一步介绍了激光器、光束质量、工艺参数等的优化方法以及AlN陶瓷金属化的应用，并对AlN陶瓷激光金属化在未来的发展进行了展望。

对铝金属化工艺中存在的台阶覆盖率低和铝穿刺问题进行了讨论和分析,在此基础上对CCD铝金属化工艺进行了优化。采用冷铝+热铝两步淀积的方法,提高了铝膜对小尺寸接触孔的台阶覆盖率；采用TiN作为阻挡层抑制了铝穿刺。

为了实现氧化物薄膜晶体管(TFT)的低电阻布线,采用Cu作为氧化物TFT的源漏电极。通过优化成膜工艺制备了电阻率低至2.0 μΩ·cm的Cu膜,分析了Cu膜的晶体结构、粘附性及其与a-IZO薄膜的界面,制备了以a-IZO为有源层和Cu膜的粘附层的TFT器件。结果表明: 所制备的Cu膜呈多晶结构; 引入a-IZO粘附层增强了Cu膜与衬底的粘附性; 同时,Cu在a-IZO中的扩散得到了抑制。所制备的TFT的迁移率、亚阈值摆幅和阈值电压分别为12.9 cm2/(V·s)、0.28 V/dec和-0.6 V。

用光纤布拉格光栅(FBG)监测焊接过程时需要对其进行金属化保护和增敏封装, 本文对其金属化增敏封装现状进行了总结, 对比了熔融涂镀法、真空蒸镀法、溅射法、化学镀、电镀金属化方法的优缺点。概括了FBG监测焊接过程时的传感信号和灵敏度的标定方法, 总结了耦合信号的分离方案。介绍了搅拌摩擦焊(FSW )、金属惰性气体 (MIG)焊、钨极惰性气体(TIG)焊等焊接过程的实时监测实例; 分析了各种实例中传感器的安装布局、保护增敏、选择参照仪器等技术环节。分析了FBG实时监测超声波焊、钎焊等焊接过程(接头和热影响区温度和应力应变演化)的可行性, 指出FBG应用于监测焊接过程时存在焊缝内部监测困难, 表面粘贴的FBG散热差, 容易引起监测失准、温度和应变交叉敏感等问题。