李海燕 1,2旷峰华 2吴昊龙 1,2刘小根 1,2[ ... ]万德田 1,2,*
作者单位
摘要
1 1.中国国检测试控股集团股份有限公司, 北京 100024
2 2.绿色建材国家重点实验室, 中国建筑材料科学研究总院, 北京 100024
为研究以高膨胀系数的陶瓷为涂层, 低膨胀系数的陶瓷为基体的预应力陶瓷的高温力学性能, 本工作以氧化锆为涂层, 氧化铝为基体, 制得表层为拉应力的“三明治”结构ZrO2-Al2O3(简称ZcAs)预应力陶瓷。同时选用基体与涂层截面比值相近的Al2O3-ZrO2(简称AcZs)预应力陶瓷、纯ZrO2和纯Al2O3陶瓷为参照样。结合不同温度下的弯曲强度测试结果及维氏压痕结果, 阐明预应力的存在形式及其对裂纹扩展行为的影响, 并研究预应力的温度依赖性。结果表明: ZcAs预应力陶瓷的表层受拉应力, 基体受压应力; 而AcZs预应力陶瓷的表层受压应力, 基体受拉应力。由于拉应力能够促进裂纹扩展, 而压应力能够抑制裂纹扩展, 因此室温下, ZcAs的强度比纯Al2O3陶瓷降低13.2%, 而AcZs的强度比纯ZrO2陶瓷提高25.0%。此外, 无论表层是拉应力还是压应力, 都随着温度升高而降低, 这主要归因于高温导致的预应力松弛。
ZrO2-Al2O3预应力陶瓷 拉应力 弯曲强度 温度依赖性 ZrO2-Al2O3 pre-stressed ceramics tensile stress flexural strength temperature dependence 
无机材料学报
2023, 38(11): 1265
作者单位
摘要
中国电子科技集团有限公司第十一研究所,北京100015
针对InAs/GaSb II类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺,获得了高质量衬底表面,改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底,其中机械抛光削减衬底大部分厚度,然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中,在压力、转速等不变的情况下,主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明,当机械化学抛光液的pH值为94时,获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面,并实现了最佳的探测器组件成像效果。
InAs/GaSb II类超晶格 红外探测器 背减薄 pH值 InSb/GaSb type-II superlattice infrared detector back thinning pH value 
红外
2023, 44(10): 0015
作者单位
摘要
华北光电技术研究所, 北京 100015
采用双色单铟柱结构的II类超晶格红外探测器件在台面成型过程中加工难度大且易于产生损伤, 影响器件的性能。针对此问题进行了低损伤、高深宽比II类超晶格材料的台面刻蚀技术研究。首先建立一种损伤评判机制, 判断现有工艺刻蚀后材料是否发生反型。然后通过优化光刻胶厚度、变功率分步刻蚀的方式, 实现低损伤、高深宽比II类超晶格材料的台面刻蚀, 同时有效解决单次刻蚀深台面时易堆积生成物以及侧壁过于陡峭等工艺问题。台面中心间距为20 m, 刻蚀深度超过8 m, 缝隙深宽比可达2。基于此台面制备的器件具有明显的双阻抗特征。其中, 长波阻抗峰值为100 MΩ, 并且I-V曲线中长波侧的平坦区超过100 mV。从电学角度初步判断该器件具有双色探测的能力, 验证了本文工艺的可行性。
II类超晶格 低损伤 刻蚀技术 type-II superlattice low damage etching technique 
红外
2023, 44(3): 1
作者单位
摘要
中国电子科技集团有限公司第十一研究所, 北京 100015
为实现大尺寸锑化铟混成芯片的高质量、高成品率背减薄, 介绍了一种单点金刚石车削与磨抛相结合的背减薄工艺。该工艺采用单点金刚石车削技术实现锑化铟芯片大量厚度去除, 然后通过旋转磨削工艺进一步去除车削损伤, 最终实现了1280×1024元(25 m)大尺寸锑化铟混成芯片背减薄(材料表面的半峰宽值约为8.20~11.90 arcsec)。与传统磨削工艺相比, 该工艺对尺寸大、面型差的半导体芯片兼容性强, 解决了大尺寸芯片在传统磨削工艺中因面型带来的裂片率高、减薄厚度不均匀的问题。
锑化铟 单点金刚石车削 背减薄 InSb single-point diamond turning back-thinning 
红外
2023, 44(2): 8
作者单位
摘要
云南大学信息学院,云南 昆明 650500
鉴别野生菌的种类是预防误食有毒野生菌的重要途径。因此,为了提高野生菌细粒度识别分类的准确率,对卷积模块的注意力机制模块(CBAM)进行改进,提出了一种并行相加卷积模块的注意力机制模块PA_CBAM,将CBAM中的通道注意力模块和空间注意力模块从原来的串行连接改为并行连接并相加,解决了2种注意力模块因串行连接带来的互相干扰问题。另外,参考特征金字塔的思想改进ResNet50,其Top-1和Top-5准确率达到86.03%和97.19%,较原来提升0.86和0.73个百分点;其添加PA_CBAM后在Top-1和Top-5准确率达到88.52%、97.58%,较CBAM模块提高了3.03和0.69个百分点。此外,为了将模型移植到移动端,结合迁移学习,提出了MobileNet_v2+PA_CBAM的识别方法,准确率达到94.87%,较之前提升0.66个百分点。研究表明:提出的注意力机制模块PA_CBAM在野生菌细粒度识别研究中具有更好的识别效果,具有一定的泛用性,并且MobileNet_v2+PA_CBAM训练后模型大小仅为27.8 MB,识别图片的平均耗时仅为1.3 ms,是在移动端部署野生菌识别的理想模型。
图像识别 细粒度分类 特征融合 注意力机制 迁移学习 
激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410004
作者单位
摘要
在陶瓷表面引入含压应力的涂层是一种有效的增强技术。本研究将氧化铝和石英粉混合浆料涂覆在预烧后的氧化铝坯体上, 无压共烧原位合成了热膨胀系数较低的莫来石-氧化铝涂层。利用降温过程中涂层内形成的残余压应力实现了氧化铝陶瓷的预应力强化。结果表明:随着涂层中石英掺量增加, 预应力氧化铝的强度出现先增大后减小的趋势; 当涂层中掺入石英的质量分数为15%时, 预应力增强效果最好, 涂层与基体界面结合紧密, 预应力氧化铝陶瓷的弯曲强度达到(549.44±27.2) MPa, 比普通氧化铝的强度提高了37.19%; 当涂层中掺入石英的质量分数增大到15%以上, 由于烧结收缩不匹配反而引起强度下降; 这种预应力增强效果会随着温度升高逐渐减弱, 当测试温度达到并超过1000 ℃时, 预应力氧化铝和普通氧化铝会具有大致相等的抗弯强度。由于表层压应力的存在, 预应力氧化铝还展现出更好的抗热震性能和损伤耐受性。
预应力强化 氧化铝陶瓷 低膨胀系数 弯曲强度 抗热震性能 pre-stressed strengthening alumina ceramics low coefficient of thermal expansion flexural strength thermal shock resistance 
无机材料学报
2022, 37(12): 1295
李海燕 1,2郝鸿渐 1,2田远 1,2汪长安 3[ ... ]万德田 1,2,*
作者单位
摘要
1 1.中国建材检验认证集团股份有限公司, 北京 100024
2 2.中国建筑材料科学研究总院, 绿色建材国家重点实验室, 北京 100024
3 3.清华大学 材料学院, 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京 100084
本研究在ZrO2基体表面涂覆一薄层Al2O3涂层, 利用基体与涂层之间热膨胀系数不匹配, 在Al2O3-ZrO2预应力陶瓷(简称ACZS预应力陶瓷)表层引入压应力。采用维氏压痕法评价残余应力对ACZS预应力陶瓷的表层和基体中裂纹扩展阻力的影响。理论分析结合实验结果表明: 表层的压应力使得ACZS预应力陶瓷的裂纹扩展阻力增大, 最终导致强度和损伤容限提高; 且ACZS预应力陶瓷表层的压应力和裂纹扩展阻力随着基体截面积与涂层截面积比值的增加而增大。当ZrO2基体表层的Al2O3涂层厚度为40 μm时, 表层压应力使ACZS预应力陶瓷的弯曲强度达到(1207±20) MPa, 相比于同种工艺下制备的ZrO2陶瓷强度提高了32%, 同时也是Al2O3强度的3倍。此外, ACZS预应力陶瓷也表现出很好的抗热震性能。
Al2O3-ZrO2预应力陶瓷 压应力 弯曲强度 损伤容限 Al2O3-ZrO2 pre-stressed ceramics compressive stress flexural strength damage tolerance 
无机材料学报
2022, 37(4): 467
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院有限公司, 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
2 中国国检测试控股集团股份有限公司, 北京 100024
3 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院, 景德镇 333403
本文提出了一种简单有效的预氧化处理方法, 用来强化反应烧结碳化硅(RBSC), 研究了800~1 300 ℃预氧化处理对其微观结构和力学性能的影响, 探究了含不同尺寸压痕裂纹的材料在氧化前后残余弯曲强度的变化规律。结果表明, 随着氧化温度的升高, RBSC的室温强度和Weibull模数均存在先下降后上升, 然后再下降的趋势, 主要原因是不同温度氧化后的RBSC表面形貌不同。在1 200 ℃下预氧化2 h, RBSC的弯曲强度和Weibull模数都明显变大, 强度提升了19.9%, Weibull模数由7.3提升到11.8。然而, 800 ℃低温氧化不完全和1 300 ℃高温氧化反应过于强烈均会导致弯曲强度和Weibull模数下降。在最优氧化条件(1 200 ℃氧化2 h)下, 含压痕裂纹(载荷20 N)的RBSC试样的残余弯曲强度在氧化后由201.1 MPa提高到324.2 MPa, 强化机理是高温氧化生成的SiO2能够消除材料表面缺陷和微裂纹。
反应烧结碳化硅 预氧化 裂纹自愈合 弯曲强度 Weibull模数 维氏压痕 reaction boned silicon carbide pre-oxidation crack self-healing flexural strength Weibull modulus Vickers indentation 
硅酸盐通报
2022, 41(8): 2889
作者单位
摘要
云南大学信息学院,云南 昆明 650500
鉴于国内野生菌中毒事件频发,拟采用深度学习技术来解决这一社会问题。但由于野生菌图像的类间差异较小,图像背景复杂,细粒度识别精度较低。针对这一问题,提出了一种改进的ResNeXt50网络。首先设计了一种多尺度特征引导(MSFG)模块,通过短连接引导网络充分学习和利用低级特征与高级特征;接着采用改进的注意力机制模块来减少网络对复杂背景的学习;最后对模型中的不同层级特征进行融合,利用得到的联合特征进行识别。实验结果表明,所提改进模型在测试集上的准确率可以达到96.47%,较未改进的ResNeXt50网络,在准确率上提升了2.64个百分点。对比结果显示,相较VGG19、DenseNet121、Inception_v3、ResNet50、ShuffleNet_v2这5个网络模型,所提改进模型在准确率上分别提升了8.10个百分点、5.13个百分点、3.24个百分点、3.30个百分点、4.25个百分点。
图像识别 细粒度 多尺度 特征引导 注意力机制 联合特征 
激光与光电子学进展
2022, 59(12): 1210016
作者单位
摘要
1 航天特种材料及工艺技术研究所,北京 100074
2 清华大学,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084
3 中国建材检验认证集团股份有限公司,北京 100024
采用新型振荡压力烧结工艺(OPS)制备了h-BN陶瓷,研究了振荡压力对h-BN陶瓷烧结致密化以及晶粒生长的影响,并结合致密度、微观结构及断裂可靠性等因素,对不同烧结工艺下的氮化硼陶瓷的晶粒定向程度以及力学和热学性能进行了探究。研究表明:与采用热压烧结工艺(HP)制备的氮化硼陶瓷相比,采用OPS工艺制备的陶瓷表面更为致密,断面的晶粒定向排列逐渐清晰,高比例平行排列的片状BN晶粒能有效提高BN陶瓷的致密化程度。OPS试样的硬度、断裂韧性以及抗弯强度最高分别达到了0.31 GPa、1.09 MPa?m1/2和74.4 MPa,较相同烧结参数下的HP试样有了大幅提升。结合XRD谱计算出的晶粒定向排列数据可知,振荡压力的引入明显促进了氮化硼陶瓷的致密化烧结,断裂可靠性和热导率均获得了提高。
氮化硼 振荡压力烧结 力学性能 热导率 显微结构 boron nitride oscillatory pressure sintering mechanical properties thermal conductivity microstructure 
硅酸盐学报
2021, 49(12): 2549

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