国产硅片锥形缺陷的改善方法

针对某国产硅片在验证过程中的锥形缺陷,通过优化拉晶和制作工艺中的等待时间管控,减少硅片的缺陷,提升硅片的质量.     

Relationship between the geometric features of carbon steel cavitation erosion debris and the cavitation erosion stages

The debris produced in vibration cavitation tests of three kinds of carbon steel were collected. Their geometric features were analyzed quantitatively and observed respectively by a profilometer and a scanning electronic microscope (SEM) with reference to the investigation of the cavitation damaged surface by SEM and X-ray diffraction (XRD). It was found that among the debris produced in all cavitation erosion stages, more than 45% were platelets because of the occurrence of dislocation and cleavage fracture, and only less than 25% were strands. The number of granule was small in the first cavitation erosion stage and increased rapidly to the number comparable with that of platelets in the next stage, and then reduced in the third stage. The sphericity values of the debris varied in accordance with the stages of cavitation damage, which were 0.3―0.4 in the incubation stage, 0.5―0.7 in the acceleration stage and not less than 0.5 in the maximum rate stage, although a slight decrease occurred in the third stage.     

Affected zone generated around the erosion pit on carbon steel surface at the incipient stage of vibration cavitation

The characteristics of erosion pits on a carbon steel surface were investigated at the incipient stage of cavitation erosion. After a 5-minute experiment performed in an ultrasonic vibration system, needle-like erosion pits appeared on the polished steel surface, and a specially affected zone was formed around the pit. The shape of the pit and the plastic deformation of the affected zone indicate that the me-chanical impaction on the surface is the main reason for the cavitation damage. On the other hand, the iridescent color, the decreased surface hardness and the precipitated carbides on the affected zone prove that the affected zone has experienced a tempering process with the temperature higher than 300℃. The lack of oxygen in the affected zone also proves that it is not a chemical oxygen result. A special phenomenon that a carbon ring forms in the affected zone is explained as a result of the tor- oidal bubbles＇ heating effect at the final stage of the bubble collapse.     

化学法清洗硅片过程中清除颗粒的机理(英文)

对化学法清洗硅片过程中消除颗粒的机理作了定量的探讨。颗粒的清除是由于化学蚀刻和颗粒与表面排斥力共同作用的结果。首次提出了最浅蚀刻深度和最小蚀刻速度的概念。最浅蚀刻深度可通过颗粒与表面间作用能的关系进行计算。是小蚀刻速度则可通过蚀刻侧形进行计算。研究结果对于优化化学法清洗过程和设计高性能清洗液都具有重要意义。     

小振幅兆声对硅片化学机械抛光效果的影响

为了改善硅片化学机械抛光效果,提高硅片表面质量,一小振幅兆声振子引入化学机械抛光系统,通过对比表面粗糙度大小和分布,发现该振子对改善硅片化学机械抛光效果有明显促进作用。测试表明:振子频率为1.7 MHz,中心最大振幅约为70 nm;硅片表面振动频率为1.7 MHz,中心最大振幅小于10 nm;该振子独立抛光时,未发现硅片表面粗糙度明显降低,但它能引起抛光液微流动,使储存在抛光垫窠室中更多的抛光液进入接触区参与抛光。无振动抛光时,硅片中心区域抛光液供给不足,造成该区抛光效果较差;兆声致微流动能有效缓解这种不足,改善硅片中心区域抛光效果,不仅如此,它还能有效降低其他区域的表面粗糙度。与无振动抛光的硅片相比,经过兆声辅助抛光的硅片,表面粗糙度更小,分布更均匀。     

激光表面纹理加工Ti6Al4V空蚀的形貌特征

为提高钛合金的抗空蚀性能,采用激光对Ti6Al4V合金进行表面纹理加工.采用维氏显微硬度计对试样的横截面硬度进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用扫描电子显微镜对试样空蚀形貌进行观测.结果表明,经激光表面纹理加工后,试样的表层硬度均得到明显提高.直线纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处呈海绵状,网格纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处出现针孔和疲劳裂纹及由脆性断裂引起材料剥离脱落产生的空蚀坑,状点纹理试样表面仅出现麻点状空蚀特征.各种纹理的凹陷处均无明显的空蚀特征,抗空蚀性能均得到明显增强.     

Key roles of micro-particles in water on occurrence of cavitation-erosion of hydro-machinery

It has been believed for about one hundred years that the cavitation directly induces the cavitation erosion. It is proposed in this research that cavitation is only the necessary condition but not the sufficient condition of the cavitation erosion. The experiment performed on the rotary disk cavitation system shows that the mi- cro-particles in the fluid play indispensable roles in the cavitation erosion process, and the generation of the erosion pits on the steel surface is also affected by the particles＇ size. These cracks and deformations on the sample surface indicate that the erosion is the result of the mechanical behavior. Numerical calculations are also provided to support this mechanism.     

表面粗糙对线接触低弹性模量弹流润滑性能的影响

实际润滑表面上的粗糙会导致润滑压力和膜厚发生明显变化。由于软材料弹流润滑膜厚远小于相似情况下硬材料的膜厚，所以在软弹流润滑中考虑粗糙度的影响更为重要。利用多重网格的数值法得到了大量软弹流数值解，用它分析了表征谐调粗糙的峰高、波长和相位等参数对润滑特性的影响。由于膜厚是润滑性能的重要参数，这里着重讨论了粗糙度对各特征膜厚的影响。对计算结果的分析表明：粗糙度对膜厚的影响可以分为两个区间，小波数区和大波数区。在小波数区，粗糙的峰高、波长和相位的变化对润滑各特征膜厚的影响十分明显。随粗糙度的波数增大，粗糙的影响趋于稳定。最后给出了模拟接触区膜厚的近似公式。     

流体动力空化的噪声特性及空化强度的测量

本文对Contraction-Divergence(收缩-扩张)流道产生的空化泡进行高速摄影观测和空化噪声测量.观测结果中发现随流速增加,气泡状态从离散的空化云变为连续的空化云;噪声谱逐渐从带有宽峰的谱变为连续谱.噪声谱中宽峰的中心频率和峰值都随流速变化而变化.在频率范围[0-50kHz]内对功率谱进行积分,积分值随流速增加迅速增加,可以表示空化的强度变化.实验证明,与声空化存在瞬态和稳态两种空化类似,也存在两种流体动力式空化.     

初生空蚀数速度效应的实验研究及理论分析

通过对砂浆材料初生空蚀数速度效应的实验研究，说明初生空蚀数的确存在明显的速度效应。根据空泡动力学原理，对初生空蚀数速度效应进行了理论分析。提出了预测初生空蚀数速度效应的方法，并与具体的实验结果进行了比较。     

螺旋桨自身参数对空泡性能的影响分析

为了研究盘面比、纵倾、螺距比与侧斜对于螺旋桨空泡性能的影响，采用粘性计算流体力学方法开展了系列的数值计算分析．采用结构化网格方案，并将桨叶表面以及桨毂表面的网格进行加密．通过把4种湍流模型的计算结果与实验值对比，选择出合理的湍流模型．而后通过调整参数输入，分别改变盘面比、纵倾、侧斜和螺距比，比较螺旋桨表面空泡分布的相应变化，从而得出一些有价值的结论，为螺旋桨理论设计中参数的初步选择提供依据．     

碳化硅陶瓷冲蚀磨损行为与机理

采用了冲蚀试验和微观表面测试相结合的方法,对碳化硅陶瓷的冲蚀磨损行为与机理进行了系统的研究。结果表明:碳化硅陶瓷的冲蚀率随冲蚀角的增大而迅速增大,当接近90°时冲蚀率达到最大值。其冲蚀磨损机理表现为:在低角冲蚀时,以微裂纹和微切削的形式为主;高角冲蚀时,以裂纹扩展和脆性断裂为主。根据试验结果分析,碳化硅陶瓷的冲蚀磨损表现为明显的脆性冲蚀行为特征。     

纳米材料改变岩石矿物润湿性的研究进展

在油气开采过程中,储层岩石润湿性变化能显著提高油气产量,因而改变润湿性技术具有很大的发展潜力.将储集层岩石润湿状态转变为亲水状态的新方法和新化学剂引起了石油研究人员的高度重视.纳米材料在其他科学领域已经有较广泛的应用,但其在石油开采中仍处在探索发展阶段.综述不同种类纳米材料在改变油气藏岩石矿物润湿性方面的研究进展,同时...     

防治海水对水泥土侵蚀的试验研究

分析了海水对水泥土侵蚀的机理和影响因素。探讨了活性硅抑制盐胀的作用机理,并通过试验加以论证。     

湿法活化工艺对圆片直接键合影响规律研究

为了优化硅圆片直接键合工艺,利用正交试验法,研究了活化液浓度、活化时间和活化温度3个重要工艺参数对硅圆片表面粗糙度的影响规律.试验以活化后表面的承载率BR(bear ratio)高度为指标评价活化效果.其结果表明:活化液浓度对表面粗糙度影响最大,在试验设定水平内浓度越高粗糙度越低;活化时间越长则表面粗糙度越高,必须避免过长的活化时间;而活化温度则对表面粗糙度影响不大.据此结论优化了硅图片的键合工艺,实现了高质量的圆片键合.     

Effect of cavitation on comminution of mica powder

The cavitation abrasive water jet was used in the comminution of mica. By applying a cavitation nozzle in the abrasive water jet system to enhance the effect of cavitation and friction, better comminution results were obtained. The JME-200CX transmission electron microscope was used for observing the size distribution of particles. As using cavitation abrasive water jet, the relative comminution effect is raised by more than 25% compared with using abrasive water jet only. Itcan be concluded that the effect of cavitation is much more significant than that of impacting in the comminution of mica.     

吉木萨尔芦草沟组页岩油储层润湿性特征与影响因素分析

润湿性是页岩储层的重要物性之一,关系到开发方式的制定和生产制度的优化。借助Amott法与接触角法测定了吉木萨尔芦草沟组储层不同岩性样品的润湿性并对比了两种测试结果的差异;通过RoqSCAN技术测定了岩心表面矿物组分,结合原油组分分析了吉木萨尔芦草沟组储层在不同工作液下的润湿特征并分析了组分对润湿性的影响。此外,通过渗吸驱油实验讨论了润湿性对渗吸驱油效率的影响并筛选了适用于吉木萨尔的表活剂类型。结果表明：岩性与原油物性是影响吉木萨尔芦草沟组储层润湿性的关键因素,其中石英、绿泥石、伊利石含量更高的层段亲水性更强,白云石、黄铁矿、伊蒙混层及高岭石含量更高层段亲油性更强,长石含量对吉木萨尔芦草沟组润湿性的影响不大,原油中胶质沥青质含量更高层段亲油性更强。芦草沟组储层在地层水与瓜胶压裂液环境下普遍偏油湿,非离子类表活剂更加适用于吉木萨尔芦草沟储层,改变润湿性的性能更加稳定,能显著提高亲油岩心的渗吸驱油效率。     

考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法

材料的表面质量会显著影响超声衰减系数的准确测量。根据表面粗糙度对垂直入射的超声波束传播的影响,提出了考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法。首先基于未耦合时粗糙界面反射系数校正理论和光滑界面耦合时的反射系数计算公式,推导出耦合时粗糙界面的反射系数表达式。在此基础上结合衰减系数计算公式提出了包含粗糙度信息的接触式超声衰减系数校正方法。最后,制备了不同表面粗糙度的45钢和304不锈钢柱体试件,搭建了衰减系数超声测量平台,通过实验分析了表面粗糙度对信号时域和频域的影响,验证了提出的校正方法的有效性和实用性。实验结果表明,提出的衰减模型能有效补偿粗糙度引起的超声背散射信号衰减,透射法相对测量误差在6%以内。     

材料表面可逆润湿性行为研究进展

 综述了近几年制备可逆润湿性表面的常用方法及常见的控制润湿性可逆变换的手段,例如在原材料表面添加光敏性物质、热响应性物质及pH敏感性物质等,并介绍了其响应性机理;总结了目前尚不能形成规模化生产、性能不稳定等研究薄弱点;展望了未来研究方向及具有可逆润湿性生物质材料前景,认为后续研究的重点亦可放在性能稳定性等方面。     

离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化效果分析

利用修正过的剪切应力输运(SST) k-ω湍流模型及Kubota空化模型,对不同空化数下的离心泵内流场结构进行定常与非定常空化模拟,并选取最后一个旋转周期对叶轮内流场特性进行分析,考察离心泵叶轮后盖板布置粗糙带对其内部非定常空化流动特征、压力脉动特性及抑制空化效果的影响.结果表明:叶轮后盖板布置粗糙带对离心泵外特性几乎不产生太大扰动;粗糙带提高了叶轮内流场压强,其产生较大的近场压力迫使空泡外侧形态发生改变,从而对空化产生抑制作用;空化发展初期至严重阶段,粗糙带使得周期内叶轮中空泡体积明显减小;当空泡的径向外缘尺寸发展至粗糙带位置时,该结构使得由空泡所覆盖区域内的压力脉动主频幅值有较大程度降低,且能不同程度降低蜗壳内的主频幅值,对流场结构改善效果较好,但对未覆盖区域造成了小幅扰动.