实验五+++硅热氧化工艺

实验五+++硅热氧化工艺
实验五+++硅热氧化工艺

实验五硅热氧化工艺

在硅片表面生长一层优质的氧化层对整个半导体集成电路制造过程具有极为重要的意义。它不仅作为离子注入或热扩散的掩蔽层,而且也是保证器件表面不受周围气氛影响的钝化层,它不光是器件与器件之间电学隔离的绝缘层,而且也是MOS工艺以及多层金属化系统中保证电隔离的主要组成部分。因此了解硅氧化层的生长机理,控制并重复生长优质的硅氧化层方法对保证高质量的集成电路可靠性是至关重要的。

在硅片表面形成SiO2的技术有很多种:热氧化生长,热分解淀积(即VCD 法),外延生长,真空蒸发,反应溅射及阳极氧化法等。其中热生长氧化在集成电路工艺中用得最多,其操作简便,且氧化层致密,足以用作为扩散掩蔽层,通过光刻易形成定域扩散图形等其它应用。

一、实验目的

1、掌握热生长SiO2的工艺方法(干氧、湿氧、水汽)。

2、熟悉SiO2层在半导体集成电路制造中的重要作用。

3、了解影响氧化层质量有哪些因素。

4、能建立起厚度d和时间t的函数关系。

5、了解形成SiO2层的几种方法及它们之间的不同之处。

二、实验原理

热生长二氧化硅法是将硅片放在高温炉内,在以水汽、湿氧或干氧作为氧化剂的氧化气氛中,使氧与硅反应来形成一薄层二氧化硅。图1和图2分别给出了干氧和水汽氧化装置的示意图。

图1、干氧氧化装置示意图

图2、水汽氧化装置示意图

将经过严格清洗的硅片表面处于高温的氧化气氛(干氧、湿氧、水汽)中时,由于硅片表面对氧原子具有很高的亲和力,所以硅表面与氧迅速形成SiO2层。

硅的常压干氧和水汽氧化的化学反应式分别为:

Si+O 2—→SiO 2 (2—1) Si+2H 2O —→SiO 2+2H 2↑ (2—2) 如果生长的二氧化硅厚度为χ0(μm),所消耗的硅厚度为χi ,则由定量分析可知:

46.00

==

χχαi

(2—3)

即生长1μm 的SiO 2,要消耗掉0.46μm 的Si 。由于不同热氧化法所得二氧化硅的密度不同,故α值亦不同。图3示出了硅片氧化前后表面位置的变化。

图3、SiO 2生长对应硅片表面位置的变化

当硅片表面生长一薄层SiO 2以后,它阻挡了O 2或H 2O 直接与硅表面接触,此时氧原子和水分子必须穿过SiO 2薄膜到达Si —SiO 2界面才能与硅继续反应生长SiO 2。显然,随着氧化层厚度的增长,氧原子和水分子穿过氧化膜进一步氧化就越困难,所以氧化膜的增厚率将越来越小。Deal —Grove 的模型描述了硅氧化的动力学过程。他们的模型对氧化温度700℃至1300℃,压强0.2至1个大气压(也许更高些),生长厚度300?至20000?的干氧和湿氧氧化证明是合适的。

通过多种实验已经证明,硅片在热氧化过程中是氧化剂穿透氧化层向Si —SiO 2界面运动并与硅进行反应,而不是硅向外运动到氧化膜的外表面进行反应,其氧化模型如图4所示。氧化剂要到达硅表面并发生反应,必须经历下列三个连续的步骤:

图4、Deal —Grove 热氧化模型

① 从气体内部输运到气体——氧化物界面,其流密度用F 1表示。 ② 扩散穿透已生成的氧化层,到达SiO 2—Si 界面,其流密度用F 2表示。 ③ 在Si 表面发生反应生成SiO 2,其流密度用F 3表示。

在氧化过程中,由于SiO 2层不断生长,所以SiO 2—Si 界面也就不断向Si 内移动,因此,这里所碰到的是边界随时间变化的扩散问题。我们可以采用准静态近似,即假定所有反应实际上都立即达到稳定条件,这样变动的边界对扩散过程的影响可以忽略。在准静态近似下,上述三个流密度应该相等,则有

F 1=F 2=F 3 (2—4)

附面层中的流密度取线性近似,即从气体内部到气体——氧化物界面处的氧化剂流密度F 1正比于气体内部氧化剂浓度Cg 与贴近SiO 2表面上的氧化剂浓度Cs 的差,数学表达式为

)(1s g g C C h F -= (2—5) 其中g h 是气相质量输运(转移)系数。

假定在我们所讨论的热氧化过程中,亨利定律是成立的:即认为在平衡条件下,固体中某种物质的浓度正比于该物质在固体周围的气体中的分压。于是SiO 2表面的氧化剂浓度Co 正比于贴近SiO 2表面的氧化剂分压Ps ,则有

S O HP C = (2—6)

H 为亨利定律常数。在平衡情况下,SiO 2中氧化剂的浓度C *应与气体(主气流区)中的氧化剂分压Pg 成正比,即有

C * = HPg (2—7) 由理想气体定律可以得到 KT

P C g g = (2—8) KT

P C S S =

(2—9)

把式(2—6)~(2—9)代入式(2—5)中,则有

)(*1O C C h F -= (2—10) H K T

h h g =

(2—11)

其中h 是用固体中的浓度表示的气相质量输运(转移)系数,而式(2—10)是用固体中的浓度表示的附面层中的流密度。

通过SiO 2层的流密度F 2就是扩散流密度,数学表达式为 O

i

O X C C D

F --=2 (2—12)

D 为氧化剂在SiO 2中的扩散系数,Co 和C i 分别表示SiO 2表面和SiO 2—Si 界面处的氧化剂浓度,X O 为SiO 2的厚度。

如果假定在SiO 2—Si 界面处,氧化剂与Si 反应的速率正比于界面处氧化剂的浓度C i ,于是有

i S C K F =3 (2—13) K S 为氧化剂与Si 反应的化学反应常数。

根据稳态条件F 1=F 2=F 3,再经过一定的数学运算,可得到C i 和C o 的具体表达式

D

X K h K C C O

S S i +

+

=

1*

(2—14)

D

X K h K C

D X K C O

S S O S O

+

+??

? ??+=

11* (2—15) 当上面两式中扩散系数D 极大或极小时,硅的热氧化存在两种极限情况。当D 非常小时,C i →0,C o →C *,这种情况称为扩散控制态。它导致通过氧化层的氧化输运流量比在Si —SiO 2界面处反应的相应流量来得小(因为D 小),因此氧化速率取决于界面处提供的氧。

第二种极限情况是D 非常大时, h

K C C C S o i +

=

=1*

(2—16)

此时称为反应控制态。因为在Si —SiO 2界面处提供足够的氧,氧化速率是由反应速率常数K S 和C i (等于C 0)所控制。

为了计算氧化层生长的速率,我们定义N 1为进入单位体积氧化层中氧化的分子数,由于每立方厘米氧化层中SiO 2分子密度为2.2×1022个,每生成一个SiO 2分子需要一个氧分子,或者两个水分子,这样对氧气氧化来说N 1为2.2×1022/cm 3,对水汽氧化来说N 1为4.4×1022/cm 3。

随着SiO 2不断生长,界面处的Si 也就不断转化为SiO 2中的成份,因此Si 表面处的流密度也可表示为

dt

dX N F O

1

3= (2—17)

把(2—14)式代入到(2—13)式中,并与上式联立,则得到SiO 2层的生长厚度与生长时间的微分方程

D

X K h K dt

O

S S +

+

131

这个微分方程的初始条件是X 0(0)=X i ,X i 代表氧化前硅片上原有的SiO 2厚度。这样的初始条件适合两次或多次连续氧化的实际情况。微分方程(2—18)的解给出了SiO 2的生长厚度与时间的普遍关系式。

)(2

τ+=+t B AX

X O

O (2—19)

其中

)

11(2h

K D A S

+

= (2—20)

1

*

2N DC B = (2—21)

B

AX

X i

i +=

2

τ (2—22)

A 和

B 都是速率常数。方程(2—19)的解为 ?

???

?

??-++=14122

B A t A X O

τ

(2—23)

在氧化过程中,首先是氧化剂由气体内部扩散到二氧化硅界面处。因为在汽相中扩散速度要比在固相中大得多,所以扩散到二氧化硅与气体界面处的氧化剂是充足的,也就是说SiO 2的生长速率不会受到氧化剂在汽相中输运(转移)速度的影响。因此,SiO 2生长的快慢将由氧化剂在SiO 2种的扩散速度以及与Si 反应速度中较慢的一个因素所决定,。即存在上面叙述过的扩散控制和表面化学反应控制两种极限情况。

从SiO 2厚度与生长时间的普遍关系式(2—23)中也可以得到上述两种极限情况。当氧化时间很长,即t >>τ和t>>B A 42时,则SiO 2生长厚度与时间的关系式可简化为

)(2

τ+=t B X O

(2—24) 这种情况下的氧化规律称抛物型规律,B 为抛物型速率常数。由(2—21)式可以看到,B 与D 成正比,所以SiO 2的生长速率主要由氧化剂在SiO 2中的扩散快慢所决定,即为扩散控制。

当氧化时间很短,即(t +τ)<

)(τ+=

t A B X O

(2—25)

这种极限情况下的氧化规律称线性规律,B/A 为线性速率常数,具体表达式为

1

N h

K A

S + 表1:硅的湿氧氧化速率

表2:硅的干氧氧化速率

表1和表2分别为硅湿氧氧化和干氧氧化的速率常数。图5和图6分别为干氧氧化层厚度与时间的关系和湿氧氧化层厚度与时间的关系。

图5、(111)硅干氧氧化层厚度与时间的关系

图6、(111)硅湿氧氧化层厚度与时间的关系

由表1和表2以及图5和图6可见,湿氧氧化速率比干氧氧化速率快得多。虽然干氧方法的生长速度很慢,但生长的SiO2薄膜结构致密,干燥,均匀性和重复性好,且由于SiO2表面与光刻胶接触良好,光刻时不易浮胶。而湿氧氧化速率虽然快,但在氧化后的Si片表面存在较多的位错和腐蚀坑,而且还存在着一层使SiO2表面与光刻胶接触差的硅烷醇(Si—OH),因此在生产实践中,普遍采用干氧→湿氧→干氧交替的氧化方式。这种干、湿氧的交替氧化方式解决了生长速率和质量之间的矛盾,使生长的SiO2薄膜更好地满足实际生产的要求。

氧化层质量的检测包括:测量膜厚、折射率、氧化层中可动正电荷密度、Si—SiO2界面态密度、氧化层的漏电及介质击穿等。

三、实验装置

1、扩散氧化炉

2、椭偏仪

3、高频C—V测试仪

四、实验步骤

1、取5片清洗的Si样片,用镊子夹到石英舟上。将炉温控制在1150℃,并通入干O2,流量为500ml / 分钟。将石英舟缓慢推入炉中恒温区,分别以5分钟、10分钟、20分钟、40分钟、60分钟五种不同时间生长厚度不同的SiO2层。

2、另外取一片清洁Si片,再同样温度下,通湿O2进行氧化,水温控制在95℃,时间为20分钟。

3、用椭偏仪并结合干涉法分别测量上述各氧化层的厚度,并作图求出1150℃下干氧氧化速率常数。

4、比较同样时间,同样温度下干、湿氧化薄膜厚度的差别。

5、用B—T、C—V法测量1150℃,60分钟干氧生长的氧化层中的可动正

离子密度。

五、实验报告

1、明确实验目的,简述氧化的基本原理。

2、简述氧化的操作步骤,指出干、湿氧化的不同。

3、为什么同样温度,同样时间下生长的氧化层,干氧化薄膜的厚度小于湿氧化膜层的厚度?

4、实验数据列表并作d2—t图,从图中求出生长速率常数C。

5、试分析SiO2层中可动正电荷的来源。

实验 硅热氧化工艺分析

实验硅热氧化工艺 在硅片表面生长一层优质的氧化层对整个半导体集成电路制造过程具有极为重要的意义。它不仅作为离子注入或热扩散的掩蔽层,而且也是保证器件表面不受周围气氛影响的钝化层,它不光是器件与器件之间电学隔离的绝缘层,而且也是MOS工艺以及多层金属化系统中保证电隔离的主要组成部分。因此了解硅氧化层的生长机理,控制并重复生长优质的硅氧化层方法对保证高质量的集成电路可靠性是至关重要的。 在硅片表面形成SiO2的技术有很多种:热氧化生长,热分解淀积(即VCD 法),外延生长,真空蒸发,反应溅射及阳极氧化法等。其中热生长氧化在集成电路工艺中用得最多,其操作简便,且氧化层致密,足以用作为扩散掩蔽层,通过光刻易形成定域扩散图形等其它应用。 一、实验目的 1、掌握热生长SiO2的工艺方法(干氧、湿氧、水汽)。 2、熟悉SiO2层在半导体集成电路制造中的重要作用。 3、了解影响氧化层质量有哪些因素。 4、能建立起厚度d和时间t的函数关系。 5、了解形成SiO2层的几种方法及它们之间的不同之处。 二、实验原理 热生长二氧化硅法是将硅片放在高温炉内,在以水汽、湿氧或干氧作为氧化剂的氧化气氛中,使氧与硅反应来形成一薄层二氧化硅。图1和图2分别给出了干氧和水汽氧化装置的示意图。 图1、干氧氧化装置示意图 图2、水汽氧化装置示意图 将经过严格清洗的硅片表面处于高温的氧化气氛(干氧、湿氧、水汽)中时,由于硅片表面对氧原子具有很高的亲和力,所以硅表面与氧迅速形成SiO2层。

硅的常压干氧和水汽氧化的化学反应式分别为: Si+O 2—→SiO 2 (2—1) Si+2H 2O —→SiO 2+2H 2↑ (2—2) 如果生长的二氧化硅厚度为χ0(μm),所消耗的硅厚度为χi ,则由定量分析可知: 46.00 == χχαi (2—3) 即生长1μm 的SiO 2,要消耗掉0.46μm 的Si 。由于不同热氧化法所得二氧化硅的密度不同,故α值亦不同。图3示出了硅片氧化前后表面位置的变化。 图3、SiO 2生长对应硅片表面位置的变化 当硅片表面生长一薄层SiO 2以后,它阻挡了O 2或H 2O 直接与硅表面接触,此时氧原子和水分子必须穿过SiO 2薄膜到达Si —SiO 2界面才能与硅继续反应生长SiO 2。显然,随着氧化层厚度的增长,氧原子和水分子穿过氧化膜进一步氧化就越困难,所以氧化膜的增厚率将越来越小。Deal —Grove 的模型描述了硅氧化的动力学过程。他们的模型对氧化温度700℃至1300℃,压强0.2至1个大气压(也许更高些),生长厚度300?至20000?的干氧和湿氧氧化证明是合适的。 通过多种实验已经证明,硅片在热氧化过程中是氧化剂穿透氧化层向Si —SiO 2界面运动并与硅进行反应,而不是硅向外运动到氧化膜的外表面进行反应,其氧化模型如图4所示。氧化剂要到达硅表面并发生反应,必须经历下列三个连续的步骤:

机械加工常见热处理工艺

渗碳 渗碳热处理 渗碳:是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分。相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。 概述 渗碳(carburizing/carburization)是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。 也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960~1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗(氰化)。 气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内,通入气体渗剂(甲烷、乙烷等)或液体渗剂(煤油或苯、酒精、丙酮等),在高温下分解出活性碳原子,渗入工件表面,以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。 固体渗碳是将工件和固体渗碳剂(木炭加促进剂组成)一起装在密闭的渗碳箱中,将箱放入加热炉中加热到渗碳温度,并保温一定时间,使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。 液体渗碳是利用液体介质进行渗碳,常用的液体渗碳介质有:碳化硅,“603”渗碳剂等。 碳氮共渗(氰化)又分为气体碳氮共渗、液体碳氮共渗、固体碳氮共渗。 原理 渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。

热循环试验不确定度09[1][1].8.20

热循环试验测试结果不确定度的评定 一、概述 1、测量方法:NES M0132 [2007-N] 2、使用仪器:恒温恒湿试验箱13-401-0002 3、环境条件:(20±5)℃(65±20)%RH 4、被测对象:汽车塑料零件 二、建立数学模型:N/A 三、不确定度来源的分析 不确定度评定的来源主要有以下几方面: 1、温湿度对试验结果的影响; 2、温变速率对试验结果的影响; 3、取样位置的影响; 4、样品间差异的影响; 5、样品试验前状态调节时间对试验结果的影响; 6、样品在试验箱中的放置状态对试验结果的影响; 7、实验室环境条件对试验结果的影响; 8、人员评价对检测结果的影响。 四、不确定度分量的评定 1、温湿度对检测结果有着直接影响,所以标准要求温度控制±2℃以内,湿度控制:±5%RH 以内。13-401-0002试验箱性能参数为:温度波动±0.5℃,温度均匀度±2.0℃,湿度波动度±2.5%RH,湿度均匀度±5%RH;13-401-0002试验箱2009年5月校准结果为:温度最大偏差 0.5℃,湿度最大偏差0.02%RH,扩展不确定度U=0.4℃,满足标准要求。试验时需要注意试 验温度要求、温湿度设定和温湿度显示是否一致。 2、温变速率对试验结果会有一定的影响,NES M0132上规定在30分以内可将槽内温度加热、冷 却到各设定温度,但实际恒温恒湿试验箱(13-401-0002)从23度降到-40度要在60分钟左右,达不到标准要求,此影响程度尚未得出明确答案,从与桥本等实验室的交流来看,认为有影响,但不明显。 3、选择成品中哪一段作为试验样品进行试验对试验结果有直接影响。NES M0132对样品选择要 求使用成品或成品切割件。成品切割样品时,需要注意应截取有外观要求的部分进行试验,并从不同成品上分别截取样品,使样品更具有代表性。

常见的热氧化工艺

二.常见的各种氧化工艺 1. 热氧化工艺 热生长氧化法- 将硅片置于高温下,通以氧化的气氛,使硅表面一薄层的硅转变为二氧化硅的方法。 ①常见的热氧化工艺类别及特点: a 干氧氧化:干氧氧化法- 氧化气氛为干燥、纯净的氧气。氧化膜质量最好,但氧化速度最慢。 b 水汽氧化: 水汽氧化法- 氧化气氛为纯净的水汽。氧化速度最快,但氧化膜质量最差。 c 湿氧氧化: 湿氧氧化法- 氧化气氛为纯净的氧气+纯净的水汽。氧化膜质量和氧化速度均介于干氧氧化和水汽氧化之间。 ②常见的热氧化工艺: a 方法:常采用干氧- 湿氧- 干氧交替氧化法。 b 工艺条件: 温度:高温(常见的为1000C-1200 C)。 时间:一般总氧化时间超过30 分钟。 ② 氧化生长规律: 一般热氧化生长的二氧化硅层厚度与氧化时间符合抛物线规律。原因是:在氧化时存在氧化剂穿透衬底表面已生成的二氧化硅层的事实。 2. 热分解淀积法:(工艺中也常称为低温淀积法或低温氧化法) 热分解淀积法-在分解温度下,利用化合物的分解和重新组合生成二氧化硅,然后将生成的二氧化硅淀积在衬底(可为任何衬底)表面上,形成二氧化硅层的方法。 ①可见的低温氧化工艺类别及特点: a. 含氧硅化物热分解淀积法:多采用烷氧基硅烷进行热分解,分解物中有二氧化硅,在衬底上淀积形成二氧化硅层。 b. 硅烷(不含氧硅化物)热分解氧化淀积法:硅烷热分解析出硅原子,与氧化剂(氧气)作用生成二氧化硅,在衬底上淀积形成二氧化硅层。 ②常见的低温氧化工艺: a. 设备:采用低真空氧化淀积炉。 b. 条件: I含氧硅化物热分解淀积法: 对常用的正硅酸乙酯: T=750 C;真空度为托。 H硅烷热分解氧化淀积法: T>300 C (实际采用420 C ),淀积时系统中通入氧气,真空度同上。 ③低温氧化生长规律: 低温氧化(热分解淀积)生长的二氧化硅层厚度与氧化时间符合线性规律。原因是:在氧化时是在衬底表面上淀积二氧化硅,不存在氧化剂穿透衬底表面已生成的二氧化硅层的问题。 SiO2 的制备方法: 热氧化法 干氧氧化 水蒸汽氧化

常用热处理工艺【详情】

常用的几种热处理方法 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 更多相关表面处理及精密零件加工展示,就在深圳机械展! 1.常用热处理方式 1.1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢冷却到室温。 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a.将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降 低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力. b.把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球 化退火。目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢。 c.去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到 300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力。 1.2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。 1.3.淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

1.4.回火 钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性。 B 中温回火350~500;提高弹性,强度。 C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。 淬火+高温回火称为调质处理。 2.Q235热处理工艺 Q235属于碳素结构钢,含碳量大概0.12%-0.2%之间,相当于普通的10、20钢,淬火后硬度改变不大。具有较高的强度,良好的塑性,韧性和焊接性能,综合性能好,能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。 Q235一般买来就用不热处理,一般它都用在工程上大量需要钢材的地方,数量巨大,一般是热轧后就使用,热轧也就是有正火这个热处理,不热处理的原因有几个: 1)这些场合不需要太高的力学要求。 2)这些钢构件的体积太大了,你想热处理也不现实。 3)这些钢很多情况下要被焊接使用的,你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的 热处理给破坏了。 4)材料价格便宜,质量要求比较低,而且是低碳钢,热处理的效果也不太好。 5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳,但是一件很不划算的事情。 Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低,淬火后的硬度很低,只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出

高级氧化工艺优缺点的比较

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常用的高级氧化Fenton氧化法,光催化氧化法,电催化氧化法,铁碳微电解氧化法等,现对这几种方案进行比较。 Fenton氧化法:Fenton(芬顿)试剂法是针对一些特别难降解的机有污染物如高COD,利用硫酸亚铁和双氧水的强氧化还原性,生成反应强氧化性的羟基自由基,与难降解的有机物生成自由基,最后有效的氧化分解(芬顿(Fenton)试剂反应机理)其化学反应机制如下: H2O2+Fe2+→OH-+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓ 随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大增强。从广义上说,Fenton法是利用催化剂、或光辐射、或电化学作用,通过H2O2产生羟基自由基(·OH)处理有机物的技术。 光催化氧化法:光化学氧化法包括光激发氧化法(如O3/UV)和光催化氧化法(如TiO2/UV)。光激发氧化法主要以O3、H202、O2和空气作为氧化剂,在光辐射作用下产生羟基自由基HO·。光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂,使其在紫外光(UV)的照射下产生HO·,两者都是通过HO·的强氧化作用对有机污染物进行处理。其中,氧化效果较好的是紫外光催化氧化法,它的作用原理是让有机化合物中的C-C、C-N键吸收紫外光的能量而断裂,使有机物逐渐降解,最后以CO2的形式离开体系。 电催化氧化法:电化学氧化法是指通过阳极表面上放电产生的羟基自由基HO·的氧化作用,HO·亲电进攻吸附在阳极上的有机物而发生氧化反应,从而去除污染物。研究表明,在酸性介质和PbO2固定床电极反应器中,经过5h的降解,苯胺的去除率可达97%以上;在碱性介质中,苯胺和4-氯苯胺在Pb箔上的阳极氧化呈现出一级反应特征,在3h内,这类物质的去除率为99%,而且所有的中间产物也可被彻底氧化。含有卤代物和硝基化合物的废水通过电化学氧化处理,采用Ti、PbO2或碳纤维阳极,其去除率可达95%以上。 铁碳微电解氧化法:铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。在废水 PH3-4的条件下,当铁和炭浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物还原,也可使某些不饱和基团(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的双键打开,使部分难降

各种热处理工艺介绍

第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多,大体上可分为普通热处理(或叫整体热处理),表面热处理,化学热处理,特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般为随炉冷却),的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变,退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的: z降低钢的硬度,提高塑性,便于机加工和冷变形加工; z均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,改善钢的性能或为淬火作组织准备; z消除内应力和加工硬化,以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理,对于受力不大、性能要求不高的零件,退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法,按加热温度分为: 临界温度(Ac1或Ac3)以上的相变重结晶退火:完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度(Ac1或Ac3)以下的退火:再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图: 1、完全退火 工艺:将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃,保温一段时间后缓慢冷却(随炉)以获得接近平衡组织的热处理工艺(完全A化)。 完全退火主要用于亚共析钢(w c=0.3~0.6%),一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材,有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低,不利于切削加工;过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时,Fe3C Ⅱ

会以网状沿A晶界析出,使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低,给最终热处理留下隐患。 目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中,为提高生产率,退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长,尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温,是A转变为P,再空冷至室温,可大大缩短退火时间,这种退火方法叫等温退火。 工艺:将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度,保温适当时间后,较快冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的:与完全退火相同,转变较易控制。 适用于A较稳定的钢:高碳钢(w(c)>0.6%)、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10%)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料,因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺:将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织,以消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化,获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度,保温时间不宜太长,一般以2~4h 工艺:加热至Ac1以上20~30 为宜,冷却方式通常采用炉冷,或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体,在球状珠光体中,渗碳体呈球状的细小颗粒,弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易粗大,冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时,必须在球化退火前采用正火工艺消除,才能保证球化退火正常进行。 目的:降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多,主要有: a)一次球化退火工艺:将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体,不允许有渗碳体网存在。

阳极氧化工艺了解

中和化抛1、纹路深产品用 粗砂带(根据客户 要求选择合适砂 带); 2、砂带粗细型号 (由粗到细):60 、80、100、120、 150、铝合金阳极氧 1、作用:除油、脱膜、除蜡(机械打磨会用);浸泡时间长不影响表面外观; 2、成分:硝酸 3、浓度:滴定测试(300g/L±30g),4H测一次,一 天3次; 4、温度:65±5℃ (自动温控调节) 5、时间:1~6分钟 ◆除油:1~1.5分钟 ◆脱膜、除蜡:4~6分 钟1、作用:除渍、清除铝材表面自然生产的氧化膜、使表面外观效果更均匀,为化抛打基础;对作业时间要求严格;2、成分:氢氧化钠(强腐蚀)3、浓度滴定测试(130g/L±30g),4H测一次,一天3次;4、温度:70±5℃(自动温控调节)5、时间:5~10秒1、作用:去除铝合金表面由于碱洗析出的其他金属氧化物(铜铁镁硅),呈现出铝合金本色(也叫出光);2、成分:硝酸3、浓度滴定测试(150g/L±30g),4H测一次,一天3次;4、温度:常温5、时间:15~30秒1、作用:增加光泽,化抛时间越长,光泽越高;2、成分:◆有3酸(磷酸6:硫酸2:硝酸0.5)/2酸(磷酸3:硫酸1)区分,富森茂用3酸,加硝酸起保护作用(保护槽、挂具、产品),挂具材质钛合金;◆磷酸、硫酸:起到侵蚀产品高度凸出不平部分提高产品光泽◆硝酸:保护作用 3、浓度: 比重计测试,要求 1.4~1.6; 4、温度:105±5℃ (自动温控调节) 4、时间:10~30秒 5、光泽:可直接测量 6、产品在生产是要不 停翻转摇摆,不会行程 流痕、冲孔 拉丝 酸洗碱洗

化抛 阳极染色高温封孔阳极氧化工艺了解 高温烘烤1、温度:90±10(恒温烤箱)2、时间:10分钟:增加光泽, 化抛时间越长,光泽越 高; 2、成分: ◆有3酸(磷酸6:硫酸 2:硝酸0.5)/2酸(磷 酸3:硫酸1)区分,富 森茂用3酸,加硝酸起 保护作用(保护槽、挂 具、产品),挂具材质 钛合金; ◆磷酸、硫酸:起到侵 蚀产品高度凸出不平部 分提高产品光泽 ◆硝酸:保护作用 3、浓度: 比重计测试,要求 1.4~1.6; 4、温度:105±5℃ (自动温控调节) 4、时间:10~30秒 5、光泽:可直接测量 6、产品在生产是要不 停翻转摇摆,不会行程 流痕、冲孔1、温度:20±2℃2、氧化膜作用:防腐蚀(越厚越好)、耐摩擦(越厚越好)、抗刮、绝缘、美观;氧化膜厚度影响上色时间、深浅,所以不同颜色膜厚不同;3、膜厚:◆浅色6-10um,◆深色10-15um ◆氧化膜厚度与颜色深浅会成正比,浅色系若膜厚越厚,会影响上色时间,后道染色工序不可控;颜色越浅,上色时间越短,颜色越深,上色时间越长4、阳极采用稳压氧化(10~14v),电流自动调节5、时间◆浅色:20~40分钟 ◆深色:40~50分钟 ◆根据氧化膜厚度、 颜色深浅定义氧化时 间 7、成分:硫酸 8、浓度:200±10g/L 1、作用:根据客户要求颜色做出相应颜色;2、成分:色粉、水正常颜色富森茂自己调色;无法调色就外发专业调色厂调色;3、浓度测试PH值:按照正常颜色判断,测量PH值5~8(深色系偏酸性,提高色粉分子活跃度,浅色系调偏碱性,减缓色粉分子活跃度,延长上色时间);4、温度:常温5、时间:◆浅色:20~120秒◆深色:2~8分钟6、产品在染色过程种要不停翻转摇摆,使槽内色粉更均匀;正常使用气搅拌8、颜色管控:正常以九宫格为主,色差仪辅助(△E≤3.5)1、作用:保护,填充膜孔,提高耐磨、防腐蚀性能;2、成分:醋酸镍、硫酸镍(封孔剂,日本)3、浓度:测镍离子含量,滴定测试,1.0~1.3g/L 水,4H测一次,一天3次;4、温度:85±5(自动温控调节)5、时间:15~25分钟

热氧化生长动力学的研究

热氧化生长动力学的研究 摘要在分立器件与集成电路制造过程中,需要很多类型的薄膜,这些薄膜主要分为四类:热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等。半导体可采用多种氧化方法,包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说,热 的生长原理和影响因氧化法是最重要的。本文主要讲述了在热氧化过程中SIO 2 素。 一引言 在分立器件与集成电路制造过程中,需要很多类型的薄膜,这些薄膜主要分为四类:热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等。半导体可采用多种氧化方法,包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说,热氧化法是最重要的。在热氧化薄膜中,有两种膜最重要:一种是在漏/源极的导通沟道覆盖的栅极氧化膜(gate oxide);一种是用来隔离其他器件的场氧化膜(field oxide)。这些膜只有通过热氧化才能获得最低界面陷阱密度的高质量氧化膜。二氧化硅SiO2和氮化硅Si3N4的介电薄膜作用:隔离导电层;作为扩散及离子注入的掩蔽膜;防止薄膜下掺杂物的损失;保护器件使器件免受杂质、水气或刮伤的损害。由于多晶硅电极的可靠性由于铝电极,常用来制作MOS器件的栅极;多晶硅可以作为杂质扩散的浅结接触材料;作为多层金属的导通材料或高电阻值的电阻。金属薄膜有铝或金属硅化物,用来形成具有低电阻值的金属连线、欧姆接触及整流金属-半导体接触势垒器件。 二二氧化硅简介 2.1 SiO2的结构

S iO2 分为结晶形和无定形两类。结晶形 SiO2 由 Si-O 四面体在空间规则排列而成,如水晶;无定形 SiO2 是 Si-O 四面体在空间无规则排列而成,为透明的玻璃体、非晶体,其密度低于前者,如热氧化的 SiO2 、CVD 淀积的 SiO2 等。Si-O 四面体的结构是,4 个氧原子位于四面体的 4 个角上,1 个硅原子位于四面体的中心。每个氧原子为两个相邻四面体所共有。 2.2 SiO2的性质 1)、二氧化硅的绝缘特性 二氧化硅具有电阻率高、禁带宽度大、介电强度高等特点。而且二氧化硅最小击穿电场(非本征击穿):由缺陷、杂质引起,最大击穿电场(本征击穿):由SiO2厚度、导热性、界面态电荷等决定。实验证明二氧化硅氧化层越薄、氧化温度越低,击穿电场越低。 2)、二氧化硅的掩蔽性质 B、P、As 等常见杂质在SiO2中的扩散系数远小于其在Si中的扩散系数。SiO2做掩蔽膜要有足够的厚度:对特定的杂质、扩散时间、扩散温度等条件,有一最小掩蔽厚度。 3)、二氧化硅的化学稳定性 二氧化硅是硅的最稳定化合物,属于酸性氧化物,不溶于水。耐多种强酸腐蚀,但极易与氢氟酸反应。在一定温度下,能和强碱(如NaOH,KOH等)反应,也有可能被铝、氢等还原。 2.3二氧化硅在IC中的主要用途 二氧化硅可用做杂质选择扩散的掩蔽膜、IC的隔离介质和绝缘介质、

湿热循环试验方法

试验方法 试验名称:温湿循环试验 一、目的 确定电池包或系统在高温高湿与低温加速环境下之退化效应。 二、范围 本试验适合所有电池包或系统。 三、试验条件 1.极值温度、循环次数及时间。 四、对试验设备的要求 1.高温箱、低温箱应能提供第三节表中规定的极值温度条件。 2.高温箱、低温箱应符合以下要求: ——温度测量装置:±0.5℃; ——时间测量装置:±0.1%; 3.测试过程中,控制值(实际值)和目标值之间的误差要求: ——温度:±2℃。 五、数据记录和记录间隔 记录间隔小于时间的1%记录一次。 六、实验步骤 1.初始检测 在试验的标准大气条件下,按有关标准的规定对试验样品进行外观检查和性能检测。 2.试验样品按放 试验样品安装在试验箱内,应使气流畅通无阻的穿过及绕过试验样品,并且可以排除多余的水分。 3.试验 A.将试验样品置于恒温恒湿试验箱内为步骤1的条件。 B.初始保持阶段,从表1中步骤1至步骤3。 C.升温保湿阶段,从表1中步骤3至步骤4。 D.保温阶段,从表1中步骤4至步骤6。 E.降温阶段,从表1中步骤6至步骤7。 F.按照表1中循环循环方式及循环次数进行试验。 4.中间检测 由有关标准规定。

5.恢复 最后循环结束,试验样品置于(试验的标准大气条件)常温下观察2小时。 6.最后检测 在观察期间,试验样品的要求:应无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。试验后30分钟内绝缘电阻值不小于100Ω/V。 七、原始数据或实验现象记录 八、引用 根据GB/T31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第三部分安全性要求与测试及其相关标准引用。 【下载本文档,可以自由复制内容或自由编辑修改内容,更多精彩文章,期待你的好评和关注,我将一如既往为您服务】

阳极氧化工艺参数的影响

· 阳极氧化工艺参数的影响 1)H2SO4浓度。改变H2SO4浓度对氧化膜的阻挡层厚度,溶液的导电性、氧化膜的耐蚀性和耐磨性以及后处理的封孔质量都将产生一定的影响。 H2SO4浓度阻挡层厚度维持电压耐蚀、耐磨性气化膜质量 膜层发灰,疏松,膜孔外层孔径大,封孔困难 2)槽液温度 阳极氧化过程中,部分电能会转化为热能,槽液温度会不断上升,而随着温度的上升,膜层损失会增加而且成膜质量变差,膜耐磨性下降,尤其对15um以上膜层,甚至在空气中就会出现“粉化”现象,因此过程中需要对槽液降温,以维持适宜的温度。 一般来说: 槽温在一定范围内提高,获得氧化膜重量减小,膜变软但较光亮。 · 槽液温度高,生成的氧化膜外层膜孔径和度变大,造成封孔困难,也易产生封孔“粉霜”。槽温较高时,氧化膜易染色。但对于保持颜色深浅一致时较难,所以一般染色膜的氧化温度为20~25℃降低温度,得到的氧化膜硬度高,耐磨性好,在氧化过程中维持电流密度所需电压较高,能耗大,所以一般普通氧化选择18~22℃ 3)氧化电压 阳极氧化电压决定氧化膜的孔径大小,低压生成的膜孔径小,孔数多,而高压生成的膜孔径大,孔数小,一定范围内高压有利于生成致密,均匀的膜。 4)电流密度 电流密度大,成膜快,生产效率高,但过高则易烧伤工件。一般电流密度控制在~dm2范围内 电流密度低,生产效率低,但处理面光亮(约1A/dm2) 电流密度高,成膜快,但易产生软膜,甚至烧伤 如果冷冻能力足够,搅拌良好,则采用较大电流氧化,有利于提高膜的耐磨性。 5)) 6)搅拌 足够的搅拌可保持槽液温度的均匀和恒定,对于控制膜厚,膜层质量,着色均匀性均有好处。 7)铝离子和其它杂质的影响 铝离子。Al3+离子含量升高会使电流密度下降。铝含量较高会使染色困难,而一定的铝含量对氧化膜厚度,耐蚀性,耐磨性有很大好处。一般来说铝含量1~10g/L会产生有利影响,超过10g/L造成不利影响。我国大多厂家选择控制为12~18g/L 其他阳离子杂质铁含量超过25~50mg/g时会导致光亮度下降,膜层松软等。铜、镍总量超过100mg/g时,将使氧化膜原有的耐蚀性降低,易产生盐雾试验不合格。 一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

氧化工艺

薄膜淀积 一、介绍 在分立器件与集成电路制造过程中,需要很多类型的薄膜,这些薄膜主要分为四类:热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等: 半导体可采用多种氧化方法,包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说,热氧化法是最重要的。在热氧化薄膜中,有两种膜最重要:一种是在漏/源极的导通沟道覆盖的栅极氧化膜(gate oxide);一种是用来隔离其他器件的场氧化膜(field oxide)。这些膜只有通过热氧化才能获得最低界面陷阱密度的高质量氧化膜。 二氧化硅SiO2和氮化硅Si3N4的介电薄膜作用:隔离导电层;作为扩散及离子注入的掩蔽膜;防止薄膜下掺杂物的损失;保护器件使器件免受杂质、水气或刮伤的损害。 由于多晶硅电极的可靠性由于铝电极,常用来制作MOS器件的栅极;多晶硅可以作为杂质扩散的浅结接触材料;作为多层金属的导通材料或高电阻值的电阻。 金属薄膜有铝或金属硅化物,用来形成具有低电阻值的金属连线、欧姆接触及整流金属-半导体接触势垒器件。 二、原理与工艺 A、热氧化工艺 热氧化工艺的原理就是在硅衬底上生成高质量的二氧化硅薄膜。热氧化工艺分为干氧氧化和湿氧氧化。反应方程式如下: Si+2H2O→SiO2+2H2湿氧氧化 Si+O2→SiO2干氧氧化 热氧化是高温工艺。在高温下,一开始是氧原子与硅原子结合,二氧化硅的生长是一个线性过程。大约长了500?之后,线性阶段达到极限。为了保持氧化层的生长,氧原子与硅原子必须相互接触。在二氧化硅的热生长过程中,氧气扩散通过氧化层进入到硅表面,因此,二氧化硅从硅表面消耗硅原子,氧化层长入硅表面。随着氧化层厚度的增加,氧原子只有扩散通过更长的一段距离才可以到达硅表面。因此从时间上来看,氧化层的生长变慢,氧化层厚度、生长率及时间之间的关系成抛物线形。 高质量的二氧化硅都是在800℃~1200℃的高温下生成,而且其生成速率极其缓慢。其中湿氧氧化速率要高于干氧氧化。在氧化过程中,硅与二氧化硅的界面会向硅内部迁移,这将使得Si表面原有的污染物移到氧化膜表面而形成一个崭新的界面。 热氧化法生长二氧化 常用的热氧化装置(图一),由电阻式加热的炉身、圆柱形熔凝石英管、石英舟以及气体源组成。将硅片置于用石英玻璃制成的反应管中,反应管用电阻丝加热

热处理工艺方法

典型零件热处理工艺方法 发布时间: 2007-5-05 21:36 作者: 网络转载来源: 字体: 小中大 | 上一篇下一篇 | 打印 a、紧固件的热处理 1)螺栓、螺钉和螺柱的力学性能。 2)螺母力学性能。 3)不同强度级别、不同之境的螺栓所对应的钢号。 4)钢材球化退火工艺。 5)螺栓和螺母用部分合金钢热处理规范。 6) 35、45钢螺栓和螺母热处理规范。 7)螺栓和螺母低碳合金钢的热处理和力学性能。 8)几种不锈钢热处理规范及力学性能。 9)几种钢材的高温力学性能。 10)几种钢材低温冲击值。 11)弹性垫圈及弹性挡圈的技术要求。 12)销的材料选用及热处理。 13)铆钉用材料、热处理机表面处理。 b、大型铸件的热处理 1)大型铸件的热处理。 c、模具的热处理内增加。 1)塑料模的热处理 塑料模具的工作条件和分类。 塑料模具的主要失效形式。 塑料模具材料的选用。 塑料模具的热处理工艺。 2)提高模具性能和寿命的途径 高强韧模具材料的应用及效果实例。 模具强韧化处理应用实例。 常用模具钢真空淬火工艺参数。 模具表面强化技术及应用实例。 d、轴类零件的热处理内增加 1)连杆 连杆材料。 常用碳素钢和合金结构钢连杆的调质工艺。 经不同工艺处理的40Cr和45钢连杆的力学性能。 连杆的常见热处理缺陷及预防补救措施。 2)活塞销 活塞销的服役条件和失效方式。 活塞销材料。

活塞销的渗碳热处理工艺。 活塞销常见热处理缺陷及预防补救措施。 3)挺杆 挺杆的服役条件和失效方式。 挺杆的材料。 各种挺杆的热处理工艺及技术要求。 冷镦合金铸铁挺杆的热处理工艺。 e、机床零件的热处理 1)机床导轨的热处理 导轨服役条件及失效形式。 机床导轨材料。 铸铁导轨的感应淬火。 灰铸铁导轨感应淬火常见缺陷及解决办法。 铸铁导轨的火焰淬火。 铸铁导轨的接触电阻加热淬火。 2)机床主轴的热处理 机床主轴的服役条件和失效方式。 机床主轴材料。 机床主轴的热处理工艺。 3)机床丝杠的热处理 机床丝杠的服役条件和失效方式。 机床丝杠材料。 机床普通丝杠的热处理工艺。 机床滚珠丝杠的热处理工艺。 4)机床离合器零件的热处理。 f、液压元件的热处理 1)齿轮泵零件的热处理。 2)叶片泵零件的热处理。 3)柱塞泵零件的热处理。 4)液压阀零件的热处理。 g、化工机械零件的热处理 1)压力容器的热处理。 压力容器的失效。 压力容器用碳钢和低合金钢的力学性能。 压力容器用低温钢和不锈钢的力学性能。 压力容器用耐热钢和抗氢钢的力学性能。 压力容器用不锈钢铸件的力学性能。 压力容器用钢的正火工艺。 各种压力容器用钢最佳回火温度。 各种压力容器用钢的去应力退火温度及保温时间。

阳极氧化的工艺简介与维护

阳极氧化的工艺简介与维护 (1)铝氧化的概念:铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程称为阳极氧化。(2)铝氧化的优点:1:铝材轻,易造形。2:工艺流程简单,控制易。3:各种单色或双色外观选择。4:氧化膜硬度高,耐损耗(硬度为200—400HV)。5:耐气候强。(3)硫酸阳极氧化的工艺特点:成分简单稳定,操作容易,成本低廉,常温阳极氧化可获得厚5-25UM的无色透明,多孔吸附性强,容易着色的氧化膜。(4)氧化膜的生成过程:氧化膜的生成是在生长和溶解这对矛盾运动中发生和发展的。(5)装饰性阳极氧化常见工艺流程:工件——前处理——氧化处理——染色——封孔——成品A:前处理工艺:A1除油:由于铝材在前段工艺加工过程中,一方面由于环境因素以及储存堆放搬运会使铝材上粘附有灰尘等污物,另外加工过程中会用到各式各样的油脂,如拉伸油,保护腊等,因此除油工艺就变得非常重要,否则就会使后面的工艺受到影响,主要是因为铝材表面粘附有油污会使工件处理后表面状况不均匀从而影响最后产品的表面状况。化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用,以出去皂化性油脂;利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂。A2碱蚀:碱蚀的目的是除去残存的自然氧化膜,脱脂溶解基体的残留物,深入基体表面的油脂等污物,除去工件表面的变质合金层,消除模具痕,划伤等其它表面缺陷,调整和整平基体表使其均匀一致。碱蚀的各成分和工艺条件的影响:1:氢氧化钠:碱蚀槽中的岢性碱系指游离量。其含量对于保障碱蚀质量,防止水解均起重要作用。40克每升以下碱蚀速度随氢氧化钠升高而加快,几乎成线性关系;50-60克每升之间碱蚀速度基本相同;大于70克每升碱蚀速度又随浓度升高而加快,所以控制在50-60克每升最好。2:温度:随温度升高,碱蚀速度呈线性升高,温度大于70摄氏度易产生过腐蚀,温度过高还会导致晶间腐蚀加剧,温度低于40度碱蚀速度很慢,挤压丝纹不易消除。最好在50-60下使用。3:时间:碱蚀时间受碱浓度,温度,铝离子容存量的影响,通常在50-60克每升碱量和50-60摄氏度下碱蚀2-5分钟是适当的。时间太短挤压纹不能消除,太长则易产生过腐蚀。A3化学抛光:通常为了获得较光亮的外观,可以有选择性的对铝型材进行化学抛光,配制化学抛光药水时需遵守浓硫酸的稀释原则。A4打砂,有时我们需要获得粗细均匀的砂面效果,需要对工件进行打砂或喷砂处理,通常用的较多的为酸性打砂。A5除渍,通常碱蚀,打砂,化学抛光后都必须进行除渍处理,除去工件表面的灰膜。B阳极氧化氧化膜特点:1透明度高:一般硫酸氧化膜无色,透明度高,易染色。铝越纯,其氧化膜透明度越高,合金元素Si,Fe,Mn会使透明度下降。2性能好:耐蚀性,耐磨性,硬度好。3颜色与氧化条件密切相关,当电流密度,溶液温度变化时,膜颜色也变化。4成本低:硫酸价格低,操作简单,电解电压低,耗电少,电解液中不含有毒物质。氧化槽溶液配方与工艺条件配 方工艺参数硫酸 (A.R) 160-200克每升铝离 子少于20克每升温 度 18-23摄氏度电 压 12-15伏电流密 度 0.8-2.0安每平方分米阴极材 料纯铝或铅锡合金板时 间 20-60分钟搅

常见的热处理方法

常见的热处理方法、目的和工序位置的安排 由于热处理工序安排对车削类工艺影响较大,更重要的是往往由于热处理工序安排颠倒,使工件无法继续加工,而且所产生的废品往往是无法挽回的。为此对热处理工序的安排要加以了解,并引起重视。 下面将常见的热处理方法、目的和工序位置的安排分别介绍如下: 一、预备热处理 预备热处理包括退火、正火、调质和时效等。这类热处理的目的是改善加工性能,消除内应力和为最终热处理做好组织准备。退火、正火、调质工序多数在粗加工前后,时效处理一般安排在粗加工、半精加工以后,精加工之前。 1.退火和正火 目的是改善切削性能,消除毛坯内应力,细化晶粒,均匀组织;为以后热处理作准备。 例如:含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢,为降低硬度便于切削加工采用退火处理; 含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢,为避免硬度过低切削时粘刀,而采用正火适当提高硬度。 一般用于锻件、铸件和焊接件。退火一般安排在毛坯制造之后,粗加工之前进行。2.调质 目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能,并为以后热处理作准备。 用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。调质一般安排在粗加工之后,半精加工之前。 调质是最常用的热处理工艺。大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能,即提高拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击功。调质处理能大大提高材料的拉伸和屈服强度,提高屈强比和冲击功,使材料具有强度和塑韧性的良好配合。由于屈服强度、疲劳强度、冲击强度的提高,在零件设计时就可以采用更小的材料截面,从而减少机械设备的整体重量,节省零件占用空问和能量消耗。因此在某些场合为了减少机械空间和机械重量在设计过程中要有意识地利用调质工艺。 需要强调的是,一般来讲调质钢应该为中碳钢( C = 0.3%~0.6%);碳钢中像30、 35、40、45、50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用;而对高碳钢和低碳钢则 不宜采用调质工艺 调质过程是淬火加高温回火。首先需要将零件加热到材料的Acl点以上30~50℃ (800.950℃),保温一定时间,然后在油中或水中冷却。冷却后立即入炉进行回火(500~650℃),以降低淬火应力、调整组织成份,进而达到机械性能要求。而回火温度的制定是根据硬度或性能高低而定的,硬度和强度越高,回火温度越低。调质工序后的任何高于回火温度的加热,都将降低已达到的强度。 选择调质处理时应特别注意以下几点: (1)图纸中应明确要求 应明确写明“调质”。若只写“热处理…H B”外协厂家可能采用其他热处理工艺,比如正回火达到所要求的硬度。而正回火所达到的同样硬度的材料其屈服强度和冲击功会非常低。实际工作中曾发生过地脚螺栓使用时发生早期断裂的事故就是由此导致的。 (2)调质的硬度和硬度范围 要按材料标准选择调质的硬度和硬度范围。这一方面有利于工厂配炉生产,另一方面过窄的硬度范围要求在实际生产中根本无法满足。

冷热循环测试

一、检验项目:冷热循环 二、定 义:针对待测物(以下简称为试片)做-30℃~80℃之温度循环24次测试。 三、适用范围:本标准检验方法适用于公司所有须做信赖度测试之试片。 四、目 的:本实验的目的在仿真原料储存、运输及生产制造时所碰到的最恶劣情况。 五、样品准备: 1、制备FILM 试片的规格为150mm*150mm 。 2、制备GLASS 试片的规格为300mm*300mm 以上。 3、成品 六、使用装置:环境测试机*1。 七、操作步骤: 1、将试片测得线性,并制作表(一)。(请参考线性标准检验方法RY-STD-01-004)。 2、打开环境测试机扣环,将试片立于放置架上,扣上门环。 3、确认冷水塔及空压机有无运作,打开其开关。 4、按下POWER(红色),显示MENU 选单。 5、先按SHIFT + MONI 或直接按(1)进入MONITOR 1。 6、确认MODE = P. STOP(在停止状态中)。 7、进入MENU/SUB SET MENU 画面确认在OPERATE MODE 选择PRG 。 8、进入MONI 1,按R/S 键即可测试。 9、测试完毕后,仪器会自动停止,取出试片于室温下静置24小时。 10、进行线性后测。(请参考线性标准检验方法RY-STD-01-004) 11、进行外观测试,并制作表(二)。(请参考外观检测标准检验方法RY-STD-02全项) 12、进行透过率测试,并制作表(三)。(请参考透过率标准检验方法RY-STD-03-008) 冷 热 循 环 Figure4-2: 温度循环示意图 八、检验数据处理: 1、表(一):线性测试记录(《产品测试记录表》)。 2、表(二):外观检测记录。 3、表(三):透过率检测记录。