1 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
A型号硅橡胶粘接在镀Ni管壳侧壁后存在开裂情况, 包括初始加工后胶点开裂、经历单次清洗后开裂, 以及经历随机振动等可靠性试验后开裂, 这会导致连接失效等一系列可靠性问题。文章针对A型号硅橡胶在镀Ni管壳侧壁引线加固时出现开裂的问题, 进行了引线粘接极限破坏力理论计算、不同胶点直径和粘胶间距的仿真, 以及等离子清洗提升表面能等研究。研究结果表明, 优化引线粘接结构并对镀Ni管壳进行等离子体清洗可以明显提升A型号硅橡胶在镀Ni管壳侧壁粘接的可靠性。相关研究结果可以用于A型号硅橡胶实际生产。
硅橡胶 镀Ni管壳 表面能 开裂 silica gel nickel-plated metallic package surface energy cracking
1 上海工程技术大学化学化工学院，上海 201620
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，合肥 230031
3 先进激光技术安徽省实验室，合肥 230037
4 中国科学技术大学，合肥 230026
YAG晶体在光电子领域有着重要的应用，晶体生长的缺陷控制是需要解决的瓶颈问题。本工作研究了缩颈和无缩颈提拉法生长的YAG晶体的位错形貌及密度分布，通过对YAG晶体进行抛光、浓磷酸位错腐蚀和金相显微镜分析研究，发现YAG晶体的头部位错密度最大，等径处的位错密度最小，延伸至收尾处位错密度略升高，缩颈结束收细直径的地方位错密度显著降低；分析了不同晶向的YAG位错腐蚀坑形貌，由表面模型计算了YAG各晶面的表面能，结果表明：YAG晶体位错蚀坑相对稳定的外露面为(110)和(112)面。通过极射投影图进一步说明了(110)和(112)面的稳定性及其与晶面的位置关系是决定位错腐蚀坑形貌的重要原因。
钇铝石榴石 位错蚀坑 各向异性 表面能 极射投影 yttrium aluminium garnet dislocation etch pit anisortropy surface energy stereographic projection
1 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027
2 唐仲英传感材料及应用研究中心, 浙江大学硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
表面能是晶体最重要的物理化学性质之一, 对于表面催化、表面吸附、外延生长、结晶形核、枝晶生长等具有十分重要的影响。快速计算和预测晶体表面能有助于加速催化、电池、合金等材料的设计和优化。本工作采用基于数据驱动的机器学习算法, 构建了晶体图卷积神经网络框架并应用于金属表面能预测, 实现了从晶体结构到表面能的快速准确预测。使用基于物理理论的将表面尺寸与晶体的原子以及成键特征相耦合的表面表示方法时, 模型表现最佳, 平均绝对误差值小于0.002 eV/?2。与第一性原理计算相比, 该框架计算时间缩短了约5个数量级。最后, 还进一步探讨了其在硅酸盐等复杂体系的普适性和未来的拓展方向, 以期为机器学习预测表面能的提供参考。
机器学习 材料表面 表面能 图神经网络 machine learning material surface surface energy graph neural network
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201899
2 2.中国科学院大学, 北京 100049
Cs2SnI6是一种稳定且环保的卤化物钙钛矿材料, 在光伏和光电应用方面具有巨大潜力。虽然表面性质对于光电器件的制备至关重要, 但目前尚没有对该材料开展相关的理论研究。利用密度泛函理论计算结合SCAN+rVV10泛函, 本工作研究了Cs2SnI6的(001)、(011)和(111)表面以揭示其热力学稳定性。针对每个表面, 研究考虑了具有不同截断的模型, 包括两个沿(001)方向(分别为CsI2和SnI4终止的表面), 两个沿(011)方向(分别为I4和Cs2SnI2 终止的表面)和三个沿(111)方向(分别为非化学计量比的CsI3、Sn和满足化学计量比的CsI3终止的表面)。由于大多数表面模型是非化学计量比的, 它们的相对稳定性取决于实验制备条件, 因此需要考虑组成元素的化学势。通过确定允许的化学势区域, 研究分析了这些表面的热力学稳定性。结果表明, (001)和 (011)面的表面能会受到化学势的影响, 而满足化学计量比的CsI3终止的(111)表面不受化学势影响, 是Cs2SnI6最稳定的表面。该结果说明, 近期实验普遍观察到的暴露(111)面的晶体是受热力学稳定性驱动形成的。
钙钛矿 表面能 Cs2SnI6 光伏材料 发光材料 perovskite surface energy Cs2SnI6 photovoltaic material luminescent material
1 贵州大学化学与化工学院，贵阳 550025
2 贵州省工业废弃物高效利用工程研究中心，贵阳 550025
本文模拟了半水法湿法磷酸生产过程中α型半水硫酸钙(α-HH)的结晶过程。在30%P2O5，反应温度95 ℃，过饱和度S=1.64~2.10条件下，通过浊度仪监测溶液中浊度变化，测定了不同F-及SiF2-6浓度下α-HH结晶诱导时间，采用经典成核理论公式计算了α-HH的临界晶核半径及成核速率，并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征分析了F-及SiF2-6对α-HH结晶过程的影响。结果表明：随着F-、SiF2-6浓度的升高，α-HH晶体的结晶诱导时间延长，表面能和临界晶核半径都增大，然而成核速率减小。当过饱和度S=1.64时，加入0.06 mol·L-1 F-，α-HH结晶诱导时间延长了465 s，成核速率减小到0.403×1029 晶核数·cm-3·s-1，然而，加入0.06 mol·L-1 SiF2-6，α-HH结晶诱导时间延长了710 s，成核速率减小到0.339×1029晶核数·cm-3·s-1。SiF2-6对α-HH晶体抑制成核作用大于F-。F-、SiF2-6阻碍了α-HH晶体沿C轴方向生长，使得晶体长径比减小，晶体形貌向短柱状变化。F-、SiF2-6影响了α-HH晶体(200)、(310)、(400)晶面衍射峰强度和结晶度。控制半水法湿法磷酸中F-及SiF2-6浓度水平，可以得到短柱状的α-HH晶体，有利于过滤洗涤。
α型半水硫酸钙 结晶诱导时间 临界晶核半径 成核速率 湿法磷酸 表面能 type-α hemihydrate calcium sulfate crystallization induction time critical nucleation radius nucleation rate wet-process phosphoric acid surface energy
1 内蒙古工业大学，内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室，呼和浩特 010051
2 内蒙古工业大学土木工程学院，呼和浩特 010051
3 内蒙古大学创业学院，呼和浩特 010070
4 内蒙古交通设计研究院有限责任公司，呼和浩特 010010
5 广州敏捷投资有限公司，广州 511495
通过弯曲梁流变(BBR)试验、接触角测量及原子力显微镜(AFM)测试等方法，从宏观和微观角度对老化前后温拌胶粉改性沥青(WCR)低温抗裂性及其与集料黏附性的变化规律进行研究，并以热拌胶粉改性沥青(HCR)作为对比。结果表明：随着老化程度的加深，HCR、WCR的蠕变速率（m）和弯曲蠕变劲度（S）的比值(m/S)减小，低温抗裂性能变差，WCR的低温抗裂、抗老化性能均优于HCR；老化前后HCR、WCR与三种集料的黏附性能大小依次为石灰岩＞玄武岩＞花岗岩，WCR与集料的黏附性均优于HCR；老化前后两种沥青的微观Derjaguin-Muller-Toporov(DMT)模量与低温流变参数(m/S)呈良好线性关系，且基于Johnson-Kendall-Roberts(JKR)力学模型得到的微观表面能、黏附功分别与基于表面能理论得到的宏观表面能、黏附功呈较强相关性。
温拌胶粉改性沥青 宏微观方法 长短期老化 低温抗裂特性 表面能 黏附性 warm mix crumb rubber powder modified asphalt macro and micro method long-term and short-term aging low temperature crack resistance surface energy adhesion
河北大学物理科学与技术学院, 河北省光电信息材料重点实验室,新能源光电器件国家地方联合工程实验室, 河北 保定 071002
采用XeCl准分子脉冲激光,在室温、真空环境下烧蚀银靶,通过改变激光能量密度和靶衬间距,在与靶面平行放置的Si(111)衬底上沉积了一系列纳米银晶薄膜。利用扫描电镜以及X射线衍射仪、选区电子衍射技术对薄膜进行表征,结果表明:薄膜由不同尺寸的银纳米晶粒组成;在固定激光能量密度的条件下,随着靶衬间距增加,薄膜的厚度和晶粒尺寸逐渐减小,晶粒间的聚合程度减弱,薄膜(111)晶面的XRD特征谱线强度减弱,(200)晶面的特征谱线强度增强;在固定靶衬间距的条件下,随着激光能量密度的增大,薄膜的厚度和晶粒尺寸逐渐增大,晶粒间的聚合程度增强,薄膜(111)晶面的特征谱线强度增强,(200)晶面的特征谱线强度略有减弱。结合晶粒成核和传输特性、烧蚀粒子迁移率,以及薄膜沿不同晶面生长所需表面能存在差异的情况,对实验结果进行了分析。
激光技术 脉冲激光烧蚀 成核 薄膜生长 表面能
1 特种显示技术国家工程实验室 特种显示技术教育部重点实验室 省部共建现代显示技术国家重点实验室, 合肥 230009
2 合肥工业大学 光电技术研究院, 合肥 230009
3 中航华东光电有限公司, 安徽 芜湖 241002
分别采用二氯苯氧乙酸和溴乙酸对ITO表面进行修饰, 研究其对OLED器件(ITO/PVK/ FIrPic∶SimCP/TPBi/LiF/Al)性能的影响。结果显示, 相较于未修饰的器件, 采用二氯苯氧乙酸修饰后的器件最大亮度由673.4cd/m2提升至1875.2cd/m2, 同时器件的启亮电压由6.2V降至5.3V。研究发现, 有机酸处理能够改变ITO的表面能和功函数, 一方面改变ITO和后续膜层的接触性能, 影响后续膜层的成膜; 另一方面也可以有效减少ITO与有机层间的势垒, 提升载流子注入。这种用有机酸修饰ITO阳极的方法工艺简单, 能有效降低空穴注入势垒, 优化ITO和有机层的接触性能, 对器件性能的提升起到一定的促进作用。
有机酸 表面能 功函数 ITO ITO organic acids surface energy work function OLED OLED
西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳621010
采用硅氢加成法合成了含偶氮苯侧链的聚硅烷液晶聚合物，用FTIR、DSC和偏光显微镜对聚合物结构及液晶特性进行了表征。采用473 nm偏振光对聚合物膜进行了光致取向，用偏光显微镜对取向结果进行了表征，发现偏振光倾斜照射后侧链偶氮苯基团发生了面外垂直取向。采用量高法测量了取向前后膜的接触角，根据接触角计算了膜的表面能。聚合物膜在取向前接触角为94.5°，偏振光照射取向后降低为76.5°，表明光照使聚合物膜从疏水变为亲水，膜的表面能明显增加。结合锥光显微镜观察到的干涉图结果，提出了极性偶氮苯基团面外垂直排列取向提升膜表面能的机理。
偶氮苯 液晶 光致取向 聚硅氧烷 表面能 azobenzene liquid crystal photoinduced orientation polysiloxane surface free energy
海军驻中南地区光电系统军事代表室, 湖北 武汉 430073
海洋环境下使用的光学窗口常因海水等附着而影响其光学性能。从固体-液体界面理论入手,分析了光学窗口的表面能对海水附着特性的影响,开发了一种外场环境下可以实施的光学窗口表面憎水改性工艺。该工艺采用一种含有氟烃基硅烷的活性物质掺杂于SiO2溶胶中,通过涂擦和低温固化方式,在光学窗口表面形成纳米憎水膜,该憎水膜可使SiO2表面能由30 mJ/m2降至5 mJ/m2以下,水接触角由47°增加至105°以上。试验研究了改性后光学窗口的盐水接触角、光学透过率及耐候性,结果表明,用于改性的憎水膜海洋环境使用寿命大于6个月。通过定期对光学表面实施憎水改性保养可以显著减少海水附着。
憎水改性 氟烃基硅烷 光学窗口 海洋环境 表面能 hydrophobic surface modification fluoroalkylsilane (FAS) optical window ocean environment surface energy
