第5章快速热处理
第5章淬火介质添加剂和回火油
第5章淬火介质添加剂和回火油297水性淬火剂添加剂F【简介】该产品为德润宝水性淬火介质添加剂F。
普通碳素钢和低合金钢用纯水进行淬火热处理时，常产生软点、变形或开裂等现象，过去经常采用的解决方法是换用盐水或碱水如Nacl和NaOH，使用Nacl溶液，对淬火后工件及淬火槽的腐蚀相当严重，NaOH水溶液由于逐渐吸收空气中的C02变质，会降低冷却速度，而且碱水的飞溅与蒸汽对人体有害。
①在自来水中加入10％～15％的该介质，能有效的消除蒸气膜，大大提高水的高、中温冷速，使工件得到快速而均匀的冷却，获得理想的硬度与淬硬层深。
②该介质浓度从5％到15％变化时，其快速冷却能力基本不变。
该特点适合实际生产需要，即使生产中溶液浓度失控，也不会影响工件淬火质量。
③该介质的工作温度范围很宽。
生产使用证明，该介质溶液即使在60℃时，依然具有良好的爆裂作用，保持快速的高温冷速，更适合于批量生产的需要。
④该介质具有极佳的防锈性能，对设备及淬火工件无腐蚀性，并且不含有毒物质，对人体无害。
⑤该介质废弃时可直接排放，不会造成污染。
【主要用途】①适用于普通碳素钢和低合金钢的淬火处理。
②该介质溶液专用于直接加热或保护气氛下加热的工件。
③由于工件上残留的盐分混进淬火溶液，会使防锈性能大为下降，盐浴中有害成分也会破坏该介质的使用性能，故该舟质不适用于盐浴加热的工件。
【使用注意事项】①淬火槽为一般的铁制容器即可，无需涂层。
该介质可提供足够的防锈保护。
油槽一般应安装冷却设备，如果油槽足够大，使淬火液的温度不会显著升高的话，则不需安装冷却设备。
如果需要预热低温下的淬火溶液．可安装加热管。
淬火槽以及淬火液浸泡的设备，不能有铜制的组件，金属铜会引起电化学腐蚀，而且在高温的情况下，轻合金会被严重腐蚀。
②配制时按比例称出PETROFER AQUARAPID F的所需量，边搅拌边加入水中，待其完全溶解，淬火溶液即配制完成。
③该介质淬火液最佳的工作温度为20～50℃。
金属材料与热处理课后习题答案
4、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁体积会（ ）。
A、收缩 B、膨胀 C、不变
四、名词解释
1、晶格与晶包
2、晶粒与晶界
3、单晶体与多晶体
五、简述
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种为什么要细化晶粒
2、如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。
（1）金属模浇注与砂型浇注
4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（ ）
5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（ ）
6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（ ）
7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（ ）
8、单晶体具有各向异性的特点。（ ）
9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（ ）
10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（ ）
5、渗碳体的含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
6、珠光体的平均含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
7、共晶白口铸铁的含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
8、铁碳合金共晶转变的温度是（ ）℃。
A、727 B、1148 C、1227
9、含碳量为%的铁碳合金，在室温下的组织为（ ）。
A、珠光体 B、珠光体加铁素体 C、珠光体加二次渗碳体
11、金属材料抵抗 载荷作用而 的能力，称为冲击韧性。
12、填出下列力学性能指标的符号：屈服点 ，抗拉强度 ，洛氏硬度C标尺 ，伸长率 ，断面收缩率 ，冲击韧性 ，疲劳极限 。
二、判断（正确打“√”，错误打“×”，下同）
1、弹性变形能随载荷的去除而消失。（ ）
2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。（ ）
微电子工艺技术 复习要点答案(完整版)
第四章晶圆制造1．CZ法提单晶的工艺流程。
说明CZ法和FZ法。
比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。
答：1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。
CZ法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化（需要注意的是熔硅的时间不宜过长）。
将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。
当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。
使其沿着籽晶晶体的方向凝固。
籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。
FZ法：即悬浮区融法。
将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。
加热将多晶硅棒的低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化的区域。
熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。
此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。
CZ法优点：①所生长的单晶的直径较大，成本相对较低；②通过热场调整及晶转，坩埚等工艺参数的优化，可以较好的控制电阻率径向均匀性。
缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶。
FZ法优点：①可重复生长，提纯单晶，单晶纯度较CZ法高。
②无需坩埚、石墨托，污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。
缺点：直径不如CZ法，熔体与晶体界面复杂，很难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。
MCZ：改进直拉法优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀性2．晶圆的制造步骤【填空】答：1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。
2、切片3、磨片和倒角4、刻蚀5、化学机械抛光3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。
热处理工艺
３、不完全退火： 亚共析钢在Ａc１～Ac3之间或过共析钢在Ａc１～
4、球化退火：是使钢中的碳化物球化，获 得粒状珠光体的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ种热处理工艺。
用途：主要应用于共析钢、过共析钢和高碳合金工具钢。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性能，为淬 火做准备。 工艺参数： 加热温度：Ａc1＋20～30℃；过高-过低过共析钢球化退火后的组织：铁素体和球状渗碳体的混 合物，叫做球状珠光体或粒状珠光体，用P粒表示； 加热时间：一般为2～4小时或按公式计算 冷却速度：炉冷或Ar1以下〒20℃长时间等温，600 ℃ Q 8 .5 以后出炉空冷。 4
二、钢的正火（正常化或常化）
１、定义：是指将钢加热到Ａc3（或ＡCcm）以上约 30~50℃，保温，完全Ａ化后，从炉中取出空冷以得 到珠光体类型组织的热处理工艺，称为正火。 ２、应用： ①改善切削加工性能：预备热处理 （含碳低于0.25%的---HB140-190）低碳钢 ②消除热加工缺陷，为淬火做组织准备：（中碳结构钢 铸、锻、轧件、焊接件的魏氏组织、粗大晶粒、带状 组织） ③消除过共析钢中的Fe3CⅡ，有利于球化退火的进行 （抑制二次碳化物的析出，获得伪共析体。） ④提高普通结构件的机械性能：作为最终热处理，代替 调质处理，力学性能要求不高的 中低碳钢和中低合金钢件
过共析钢的室温平衡组织为： P+Fe3CⅡ，不 仅硬度高，而且增大了钢的脆性，所以切削加 工困难，淬火时易变形、开裂；； 加热温度为Ac1以上20~30℃，在A中保留大 量的未溶渗碳体质点，并造成A的碳浓度分布 不均匀，在随后的缓冷过程中，或以原有的渗 碳体质点为核心，或在A富碳区产生新的核心， 均匀的形成颗粒状渗碳体； 球化退火前，若二次渗碳体网较厚，可先正火。
钢的热处理作业题答案
解： 下料
正火
机加工 （粗）
调质
机加工 （精）
第五章 作业题答案-11
⑶：用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮，要求表面
高硬度高耐磨性，表面HRC58～63 ，硬化层深
0.8mm。
解 下料
锻造
正火
机加工 （粗）
铣齿
渗碳
淬火+低温回火
去碳机械加工
磨齿 或
淬火+低温回火
第五章 作业题答案-11
解
下料 或选用锻4造0Cr：热正处火理工艺方机法加如工下 （粗）
机加工 （精）
高频表面淬火+低温回火
磨齿
拉花键孔
解
第五章 作业题答案-11
⑷ ：用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆，要 求表面高硬度大于800HV。
下料
锻造
退火
机加工（粗） 调质
机加工（半精）
低温退火
精车
低温退火
磨削
磁力探伤
氮化
磁力 探伤
半精 磨
油煮定性（140～ 160℃、18 ～20h）
第五章 作业题答案-5
解：
热处理 名称
含义
淬火
将钢加热到Ac3 （亚共析钢）或A c1 （过共析钢） 以上一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏
体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。
如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3 图：曲线1
回火
将淬火钢加热A c1 以下一定温度，保温后以适 当方式冷却的一种热处理工艺方法。
第五章 作业题答案-4
解： ⑶：板条状马氏体M板与片状马氏体M片。
组织
板条状马氏体马氏体呈板条状，板条内 存在高密度位错，片状马氏体马氏体呈片状， 片内存大量孪晶。
工程材料 第2版课件PDF 版05
钛 合 金 中 的 魏 氏 组 织
亚
素 体 魏 氏 组 织
共 析 碳 钢 中 片 状
铁
5.4 钢的普通热处理
5.4.1 退火与正火
2 完全退火
将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃， 保 温 后 随 炉 缓 冷 到 600℃ 出 炉 空 冷 。 组 织为α+P 。
目的
利用相变细化晶粒； 利用高温扩散消除组织缺陷； 利用缓冷去除应力； 降低硬度，改善加工性能。
均匀、且未过分长大。
组 织
工程材料学——第5章 钢的热处理
5.4 钢的普通热处理
AC3 AC1
5.4.2 淬火
淬火介质
理想的淬火介质应具有在中温区 冷却快，低温区冷却慢的特性。
温度
Ms
水
油
时间（对数）
工程材料学——第5章 钢的热处理
淬火介质
成分
特点
过饱和硝酸 盐水溶液
Na2CO3、 NaOH、KNO3
5.3 钢在冷却时的组织转变 5.3.2 过冷A连续冷却转变曲线
温度
Ps Pf
K' K
水冷
vk 油冷
vk′
临界点A1
炉冷
空冷
Ms
Mf
时间
工程材料学——第5章 钢的热处理
注意
KK′线为P转变终止线 Pf线为P转变终了线
共析碳钢连续冷却 时没有贝氏体形成（无 贝氏体转变区） 。
5.3 钢在冷却时的组织转变 5.3.3 过冷奥氏体转变
分级 淬火
在Ms点附近的热 减小了应力，防止变形、开
态介质中保温， 裂。适用于尺寸较小而形状
取出空冷或油冷。
复杂的高碳工具钢。
等温 淬火
热处理工艺方法600种
热处理工艺方法600种1．完全退火2．亚共析钢钢锭的完全退火3．亚共析钢锻轧钢材的完全退火4．冷拉钢材料坯的完全退火5．不完全退火6．过共析钢及莱氏体钢钢锭的不完全退火7．过共析钢锻轧钢材的不完全退火8．亚共析钢冷拉坯料的不完全退火9．均匀化退火(扩散退火)10．低温退火11．钢锭的低温退火12．热锻轧钢材的低温退火13．中间退火(软化退火)14．冷变形加工时的中间退火15．热锻轧钢材的中间退火16．再结晶退火17．低碳钢的再结晶退火18．不锈钢的再结晶退火19．去应力退火.20．热锻轧材及工件的去应力退火21．冷变形钢材的去应力退火22．奥氏体不锈钢的去应力退火23．铸铁的去应力退火24．软磁材料的去应力退火25．非铁金属及耐热合金的去应力退火26．预防白点退火(去氢退火)(消除白点退火)27．碳钢及低合金钢的去氢退火28．中合金钢的去氢退火29．高合金钢的去氢退火30．晶粒粗化退火31．等温退火32．球化退火33．低温球化退火34．一次球化退火35．等温球化退火36．来去球化退火37．正火球化退火38．高速钢快速球化退火39．钠燃烧无氧化光亮退火40．快速连续光亮退火41．盐浴退火42．装箱退火43．普通真空退火44．真空-保护气体退火45．部分退火46．两次处置惩罚快速退火47．高速钢的循环退火48．石墨钢的石墨化退火49．脱碳退火50．可锻化退火51．快速可锻化退火52．球墨铸铁的低温石墨化退火53．球墨铸铁的高温石墨化退火54．球墨铸铁的高-高温石墨化退火55．球状石墨化退火56．高温石墨化退火57．余热退火58．普通正火59．亚温正火60．等温正火61．水冷正火62．风冷正火63．喷雾正火64．多次正火65．球墨铸铁完全奥氏体化正火66．球墨铸铁不完整奥氏体化正火67．球墨铸铁快速正火68．球墨铸铁的余热正火第二章团体热处置惩罚——淬火69．完全淬火70．不完全淬火71．中碳钢的亚温淬火72．低碳钢双相区淬火73．低碳钢双相区二次淬火74．灰铸铁的淬火75．球墨铸铁的淬火76．高速钢部分淬火77．高速钢高温淬火78．余热淬火(直接淬火)79．二次(从头)加热淬火80．两次淬火81．正火-淬火82．高温回火-淬火83．预热淬火(门路式加热淬火)84．延时淬火(降温淬火、提早淬火)85．部分淬火86．薄层淬火87．短时加热淬火88．“零”保温淬火89．快速加热淬火90．可控气氛加热淬火91．氮基氛围干净淬火92．滴注式保护氛围光明淬火93．涂层淬火94．包装淬火95．硼酸防护光明淬火96．真空淬火97．真空高压气体淬火98．轮回加热淬火99．淬火-抛光-淬火(Q-P-Q)处理100．流态炉加热淬火101．石墨流态炉加热淬火102．流态炉淬火冷却103．脉冲加热淬火104．感到穿透加热淬火105．通电加热淬火106．盐浴加热淬火107．盐浴静止加热淬火108．单液淬火109．压缩空气淬火(空淬及风淬) 110．动液淬火222．喷液淬火112．双液淬火(双介质淬火) 113．大型锻模水-气夹杂物淬火114．大锻件水-气夹杂物淬火115．单槽双液淬火116．三液淬火117．悬浮液淬火118．间断淬火119．磁场冷却淬火120．超声波淬火121．浅冷淬火122．超低温淬火(液氮淬火)123．冰冷处理124．液氮气体深冷处理125．模具钢的深冷处理126．高速钢刀具的深冷处理127．马氏体分级淬火128．马氏体等温淬火129．等温分级淬火130．贝氏体等温淬火131．灰铸铁的贝氏体等温淬火132．球墨铸铁的贝氏体等温淬火133．球墨铸铁亚温加热贝氏体等温淬火134．分级等温淬火135．二次贝氏体等温淬火136．珠光体等温淬火137．预冷等温淬火138．预淬等温淬火139．微变形淬火140．无变形淬火141．碳化物微细化淬火142．碳化物微细化四步处理143．晶粒超细化淬火144．晶粒超细化轮回淬火145．晶粒超细化的高温形变淬火146．晶粒超细化的室温形变处置惩罚147．GCr15钢双细化淬火148．低碳钢激烈淬火149．中碳钢高温淬火150．中碳钢过热淬火151．过共析钢高温淬火152．渗碳件四步处理法153．渗碳冷处理154．自回火淬火155．马氏体等温-马氏体分级淬火复合处理156．反淬火157．预应力淬火158．修复淬火159．固溶化淬火(固溶处理)160．水韧处置惩罚161．锻造余热水韧处置惩罚162．进步初始硬度的水韧163．水韧-时效处置惩罚164．细化晶粒水韧实时效处置惩罚第三章整体热处理——回火与时效165．低温回火166．中温回火167．高温回火168．调质处置惩罚169．盘条的调质处理170．球墨铸铁的调质处理171．调质球化172．冷挤压用钢的调质球化173．高速钢的低高温回火174．修复回火175．带温回火176．振动回火177．通电加热回火178．快速回火179．渗碳二次硬化处理180．多次回火181．淬回火182．自回火183．感应回火184．去氢回火185．去应力回火186．压力回火187．局部回火188．自然时效189．回归处理190．人工时效191．分级时效192．分区时效193．两次时效194．振动时效195．磁致伸缩消除刀具残余应力处理196．铸铁稳定化处理197．合金钢稳定化时效(残余奥氏体稳定化处理)198．奥氏体稳定化处理199．奥氏体调治处置惩罚第四章表面淬火200．感应加热表面淬火201．高频加热外表淬火202．高频预正火淬火203．高频无氧化淬火204．渗碳感应表面淬火205．渗氮感应表面淬火206．高频加热浴炉处置惩罚207．中频加热表面淬火208．工频加热外表淬火209．感应表面淬火时的加热方法210．喷液及浸液表面淬火211．埋油外表淬火212．埋水表面淬火213．大功率脉冲感应淬火214．超音频感应加热淬火215．双频感应淬火216．混合加热表面淬火217．火焰加热外表淬火218．电接触加热表面淬火219．电解液加热外表淬火220．盐浴加热表面淬火221．高速钢的激光加热表面淬火222．布局钢的激光外表淬火223．有色金属的激光表面淬火224．激光表面淬火代替局部渗碳225．电子束外表淬火226．空气电子束重熔淬火227．电子束表面合金化228．电火花表面强化及合金化229．强白光源表面淬火第五章化学热处理230．渗碳231．固体渗碳232．分段固体渗碳233．无箱固体渗碳234．固体气体渗碳235．气体固体渗碳236．粉末放电渗碳237．膏剂渗碳238．高频加热膏剂渗碳239．盐浴渗碳240．通俗(含氰)盐浴渗碳241．低氰盐浴渗碳242．原料无氰盐浴渗碳243．无毒盐浴渗碳244．通气盐浴渗碳245．超声波盐浴渗碳246．高温盐浴渗碳247．盐浴电解渗碳248．高频加热液体渗碳249．液体放电渗碳250．铸铁浴渗碳251．间接通电液体渗碳252．气体渗碳253．滴注式气体渗碳254．通气式气体渗碳255．分段气体渗碳256．高压气体渗碳257．感应加热气体渗碳258．火焰渗碳259．部分渗碳260．不均匀奥氏体渗碳261．碳化物弥散渗碳262．二重渗碳263．真空渗碳264．一段式真空渗碳265．脉冲式真空渗碳266．摆动式真空渗碳267．真空离子渗碳268．高温离子渗碳269．流态炉渗碳270．流态炉高温渗碳271．稀土催化渗碳272．稀土低温渗碳273．高含量渗碳274．离子轰击过饱和渗碳275．过分渗碳276．等离子渗碳277．修复渗碳278．深层渗碳279．穿透渗碳280．相变超塑性渗碳281．中碳及高碳钢的渗碳282．高速钢的低温渗碳283．渗碳后硼-稀土共渗复合处置惩罚284．渗氮285．气体等温渗氮286．气体二段渗氮287．气体三段渗氮288．短时渗氮289．不锈钢渗氮290．铸铁渗氮291．局部渗氮292．退氮处置惩罚293．抗蚀渗氮294．纯氨渗氮295．氨氮夹杂气体渗氮296．液氨滴注渗氮297．流态炉渗氮298．压力渗氮299．包装渗氮300．盐浴渗氮301．无毒盐浴渗氮302．压力盐浴渗氮303．渗氮亚温淬火复合处理304．离子渗氮305．高温离子渗氮306．氨气预处置惩罚离子渗氮307．快速深层离子渗氮308．热循环离子渗氮309．离子束渗氮310．真空渗氮311．离子渗氮及淬火两重处置惩罚312．化学催化渗氮313．稀土催化渗氮314．钛催化渗氮315．电解气相催化渗氮316．高频加热气体渗氮317．磁场中渗氮318．激光渗氮319．激光预处置惩罚及渗氮320．碳氮共渗321．高温分段气体碳氮共渗322．高温厚层气体碳氮共渗323．高频加热气体碳氮共渗324．高频加热膏剂碳氮共渗325．石墨粒子流态炉高温碳氮共渗326．中温碳氮共渗327．通气式中温气体碳氮共渗328．滴注通气式中温气体碳氮共渗329．滴注式中温气体碳氮共渗330．分阶段式中温气体碳氮共渗331．高含量(浓度)中温气体碳氮共渗332．真空中温碳氮共渗333．中温液体碳氮共渗(盐浴氰化)334．无毒盐浴碳氮共渗335．高频加热盐浴碳氮共渗336．高频加热液体碳氮共渗337．双浴液体碳氮共渗338．中温固体碳氮共渗339．中温膏剂碳氮共渗340．低中温碳氮共渗341．高温碳氮共渗(软氮化)342．高温气体碳氮共渗343．氮基氛围高温碳氮共渗344．稀土低温碳氮共渗345．铸铁的低温气体碳氮共渗346．高温碳氮共渗后淬火复合处置惩罚347．高温碳氮共渗渗碳复合处置惩罚348．低温液体碳氮共渗349．低温固体碳氮共渗350．低温无毒固体碳氮共渗351．快速低温固体碳氮共渗352．辉光离子低温碳氮共渗353．加氧高温碳氮共渗354．真空加氧高温碳氮共渗355．低温短时碳氮共渗356．低温薄层碳氮共渗357．稀土离子低温碳氮共渗358．分级淬火-低温碳氮共渗359．低温碳氮共渗-重新加热淬火360．中低温碳氮共渗复合处理361．碳氮共渗-镍磷镀复合处理362．氧氮处置惩罚363．渗硼364．低温固体渗硼365．固体渗硼-等温淬火复合处理366．粉末渗硼367．膏剂渗硼368．辉光放电膏剂渗硼369．深层膏剂渗硼370．自保护膏剂渗硼371．盐浴渗硼372．盐浴电解渗硼373．铸铁渗硼374．气体渗硼375．辉光放电气体渗硼376．硼锆共渗377．渗碳渗硼378．渗氮渗硼379．液体稀土钒硼共渗380．膏剂硼铝共渗381．超厚渗层硼铝共渗382．硼钛共渗383．镀镍渗硼384．硼碳氮三元共渗385．渗硼复合处理386．渗硼感应加热复合处理387．感应加热渗硼388．激光加热渗硼389．稀土渗硼390．不锈钢硼氮共渗391．渗硫392．离子渗硫393．气相渗硫394．铸铁渗硫395．硫氮共渗396．离子硫氮共渗397．离子氧氮硫三元共渗398．高温硫氮碳三元共渗399．硫氮碳三元共渗400．离子硫氮碳共渗401．高温电解硫钼复合渗镀402．蒸汽处理403．渗氮蒸汽处置惩罚404．硫氮共渗蒸汽处置惩罚405．氧化处置惩罚406．氧氮共渗407．氧碳氮三元共渗408．磷化409．粉末渗铝410．低温粉末渗铝411．熔铝热浸渗铝412．高频感应加热渗铝413．气体渗铝414．喷镀散布渗铝415．熔盐电解渗铝416．直接通电加热粉末渗铝417．铝稀土共渗418．渗铬419．散布渗铬420．辉光离子渗铬421．双层辉光离子渗铬422．真空渗铬423．稀土硅镁-三氧化二铬-硼砂盐浴渗铬424．铬稀土共渗425．渗铬后渗碳或渗氮426．铬铝共渗427．铬硅共渗428．铸铁的固-气法硅铬共渗429．铬铝硅三元共渗430．渗钛431．固体渗钛432．盐浴渗钛433．气体渗钛434．双层辉光离子渗钛435．钛铝共渗436．硼砂浴渗钒437．中性盐浴渗钒438．硼钒连续渗439．铬钒共渗440．渗钒真空淬火441．渗硅442．熔盐电解渗硅443．离子渗硅444．硼硅共渗445．激光硼硅共渗446．钼合金渗硅-离子渗氮复合处置惩罚447．渗锌448．渗锰449．渗锡450．离子钨钼共渗451．铸渗合金452．热循环化学热处理453．离子注入454．氮离子注入455．硼砂浴覆层(TD)法第六章形变热处理456．高温形变淬火457．锻热淬火458．锻热预冷淬火459．辊锻余热淬火460．锻后余热浅冷淬火自回火461．轧热淬火462．轧后余热控冷处理463．罗纹钢筋轧后余热处置惩罚464．挤压余热淬火465．高温形变正火466．高温形变等温淬火467．亚温形变淬火468．低温形变淬火469．珠光体区等温形变淬火470．低温形变等温淬火471．连续冷却形变处理472．珠光体温形变473．珠光体冷形变474．引发马氏体的形变时效475．马氏体室温形变时效476．回火马氏体室温形变时效477．贝氏体室温形变时效478．马氏体及铁素体双相构造室温形变强化479．过饱和固溶体形变时效480．屡次形变时效481．形变分级时效482．外表冷形变强化483．外表高温形变淬火484．使用形变强化结果遗传性的形变热处置惩罚485．预先形变热处置惩罚486．多边化强化处理487．复合形变淬火488．超塑形变处理489．9SiCr钢超塑形变处理490．低温形变淬火与马氏体形变时效相结合的形变热处理491．高温形变淬火与马氏体形变时效相结合的形变热处理492．奥氏体钢的热形变处理493．冷形变渗碳494．冷形变渗氮495．冷形变碳氮共渗496．冷形变渗硼497．形变渗钛498．低温形变淬火渗硫499．锻热渗碳淬火500．锻热淬火渗氮501．渗碳表面形变时效502．高温形变淬火高温碳氮共渗503．预冷形变外表形变热处置惩罚504．外表形变时效505．化学热处置惩罚后的冷外表形变强化506．化学热处置惩罚后外表高温形变淬火507．多边化处置惩罚后的化学热处置惩罚508．表面纳米化后的化学热处理509．晶粒超细化处理第七章非铁金属的热处置惩罚510．铝合金的形变热处理511．铜合金的形变热处理512．变形铝合金的去应力退火513．变形铝合金的再结晶退火514．变形铝合金的匀称化退火515．变形铝合金的时效516．变形铝合金的形变热处理517．变形铝合金的稳定化处理518．铸造铝合金的退火519．锻造铝合金的固溶处置惩罚实时效520．工业纯铜的热处理521．黄铜的热处理522．锡青铜的热处理523．铝青铜的热处理524．铍青铜的固溶处理525．铍青铜的时效处置惩罚526．铍青铜的去应力退火处理527．弹性青铜的热处理528．硅青铜的热处置惩罚529．铬青铜、锆青铜的热处理530．白铜的热处理531．钛合金的去应力退火532．钛合金的完整退火533．钛合金的等温退火和双重退火534．钛合金的固溶处置惩罚535．钛合金的时效536．钛合金的形变热处置惩罚537．镁合金的退火处理538．镁合金的固溶淬火处置惩罚539．镁合金的时效处置惩罚540．镁合金的固溶淬火及野生时效处置惩罚541．镍和镍合金的热处置惩罚542．钨合金的热处置惩罚543．钼合金的热处理544．直生式渗碳545．高温渗碳546．稀土催渗化学热处置惩罚547．高压气淬真空热处置惩罚548．低压渗碳技术549．燃气真空热处理技术550．铁基粉末冶金件的淬火与回火处置惩罚551．铁基粉末冶金资料的时效处置惩罚552．铁基粉末冶金材料的渗碳和碳氮共渗553．铁基粉末冶金材料的气体渗氮和气体氮碳共渗554．铁基粉末冶金材料的蒸汽处理(氧化处理)555．铁基粉末冶金材料的渗硫处理556．铁基粉末冶金资料的渗锌处置惩罚557．铁基粉末冶金资料的渗铬处置惩罚558．铁基粉末冶金资料的渗硼处置惩罚559．钢结硬质合金的退火560．钢结硬质合金的淬火561．钢结硬质合金的回火562．钢结硬质合金的时效硬化563．钢结硬质合金的沉积硬化合物层564．粉末高速钢的热处理565．硬质合金的退火566．硬质合金的淬火567．硬质合金的时效硬化568．电工用纯铁的野生时效569．电工用纯铁的高温净化退火570．电工用纯铁的去应力退火571．热轧硅钢片的热处置惩罚572．冷轧无取向硅钢片的热处置惩罚573．冷轧取向硅钢片的热处理574．铁镍合金的中央退火575．铁镍合金的高温退火576．铁镍合金的磁场退火577．低收缩合金(因瓦合金)坯料的热加工和热处置惩罚578．低收缩合金(因瓦合金)的制品热处置惩罚579．高温用因瓦合金的热处置惩罚580．热双金属的热处理581．高弹性合金的淬火、回火处置惩罚582．高弹性合金的形变热处置惩罚583．镍基高弹性合金的热处置惩罚584．钴基高弹性合金的热处理585．铜基高弹性合金的热处置惩罚586．恒弹性合金的热处理587．TiNi合金单程形状记忆热处理588．TiNi合金双程形状记忆热处理589．锻造镁合金基复合资料强化热处置惩罚590．变形镁合金基复合资料强化热处置惩罚591．钛合金的热处置惩罚592．高温化学气相沉积技术(简称HT-CVD)593．中温化学气相沉积(MT-CVD)技术594．低温化学气相沉积技术595．活性回响反映离子镀手艺596．空心阴极离子镀手艺(HCD)597．热丝阴极离子镀技术598．电弧离子镀技术599．磁控溅射手艺600．化学气相沉积复合超硬涂层技术601．物理气相沉积复合超硬涂层技术仅供小我用于进修、研讨；不得用于贸易用处。
热处理组织转变
奥氏体的线生长速度为相界面的推移速度，
式中，“-”表示向减小浓度梯度的下坡扩散；k—常数； —C在奥氏体中的扩散系数； —相界面处奥氏体中C的浓度梯度； —相界面浓度差。
等温转变时： 、 (由相图决定 )均为常数， 为珠光体片间距，平衡冷却时，平均片间距与每一片间距相同。
则： 。(1)由于忽略碳在铁素体的扩散，此计算值与实际速度偏小；(2)对粒状珠光体亦适用。
2.奥氏体晶格改组：(1)一般认为，平衡加热过热度很小时，通过Fe原子自扩散完成晶格改组。(2)也有人认为，当过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
3.奥氏体晶核的长大速度：奥氏体晶核向F和Fe3C两侧的推移速度是不同的。根据公式：
式中，K—常数； —C在奥氏体中的扩散系数； —相界面处奥氏体中C的浓度梯度； —相界面浓度差；“-”表示下坡(高浓度向低浓度处)扩散。向F一侧的推移速度与向Fe3C一侧的推移速度之比：
二、奥氏体的形核
以共析钢为例，讨论钢中奥氏体形成。
奥氏体晶核主要在F和Fe3C的相界面
形核，其次在珠光体团界、F亚结构(嵌镶块)
界面形核。这样能满足：(1)能量起伏；(2)结构起伏；(3)成分起伏三个条件。
三、奥氏体的长大
α+ Fe3Cγ
晶体结构：体心立方复杂斜方面心立方
含碳量：0.0218% 6.67% 0.77%
讨论：(1)温度T升高， 呈指数增加，长大速度G增加，(2)温度T升高，C1-C2增加， 增加，速度G增加；(3)温度T升高， =C2-C4下降，长大速度G增加。
综上：温度T升高，长大速度及形核率均整大。
三、等温形成动力学曲线
转变量与转变时间的关系曲线—等温动力学曲线，信息少。
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M(Tε)σT4
= 5.6710-8W/cm2K4 为波尔兹曼常数，可见，热辐 射比热传导对温度的依赖高三个数量级。高温下，热 辐射是主要传热机制，也是RTP的主要传热机制。
净传输能量计算
辐射能量最大处的波长可由下式给出：
b 0.289K 8()cm
λTb λmaxT
热传导时要把气流考虑进去。这种由外加气压梯度造
成的气流热传导成为强制热流。有效传热量为：
•
qh(TT)
T--远离硅片的气温； h—有效传热系数
热辐射
黑体热辐射的辐出度有普朗克辐射定律确定：
Mλ(T)ε(λλ5 )(ec2c/1λT1)
式中，（）是黑体的辐射率，c1=3.714210-16 Wm2，为第一辐射常数；c2=1.438810-2mK为第 二辐射常数。对绝对黑体 =1， 0< <1 为灰体。
RTP 设备的加热元件大部分采用钨-卤灯或惰 性气体长弧放电灯，一般充氪或氙。 用灯光加热有明显的好处： 1.无污染，主要利用辐射； 2.可以快速升、降温； 3.省电，无电阻元件； 4.体积小。
高强度光源和加热腔体设计
钨卤灯:Halogen lamp， 白炽灯的加强版 与白炽灯的区别
钨卤灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴) 其工作原理为
第二篇 单项工艺1
第五章 快速热处理(RTP)
内蒙草原
快速热处理
集成电路制造工艺的某些工序需要高温，如扩 散、氧化、离子注入后的退火、薄膜淀积等。
但是高温会使已经进入硅片的杂质发生不希望的 再分布，对小尺寸器件的影响特别严重。
减小杂质再分布的方法是快速热处理，即在极短 的时间内使硅片表面加热到极高的温度，从而在 较短的时间（10–3 ~ 102 s）内完成热处理。
5.传热方式为：热 传导、热对流、强制热流和热辐射。当一段静止的 气体或液体，截面积为A，流过它的热量为：
•
q(T)kth(T)AT kth是材料的热导率
快速热处理中，大部分光能由硅片表面几微米内吸
收，然后由热传导进入深处。另外，当考虑气体中的
等温型：宽束辐射加热，采用非相干光源，如钨-卤灯 加热数秒，横向、纵向的温度梯度都很小 现行的商用RTP都采用这种类型，本章重点介绍
北极狐
北极狐
主要内容
5.1 灰体辐射、热交换和热吸收； 5.2 高强度光源和反应腔设计； 5.3 温度均匀性； 5.4 热塑应力； 5.5 几种典型的RTP工艺应用; 5.6 其他快速热处理系统.
因此，不但要缩短保温时间，还要减小升温、降温时间
引入，快速热处理，RTP, Rapid Thermal Processing
降低温度和缩短时间，或者只缩短时间（快速）
离子注入后 杂质激活 晶格损伤修复
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本章的两个关键问题
1. 温度的均匀性
晶圆片加热、冷却过程中，如何保持温度均匀
2. 晶圆片温度的测量
输能量：s q •1 2 q •2 1 σ1 T ( 1 4 ε ε 2 T 2 4)1 A F A A 1 2
式中，A1、A2分别为物体1，2的面积，FA1-A2是位置 因子，即表面A2对着A1的全部立体角的百分比：
FA 1A2A 11 A2A1caoaaβ πs1rc2oβs2
5.2 高强度光源和反应腔设计
当灯丝发热时，钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近 玻璃管壁时，钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一 起，形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。
卤化钨因热流向玻璃管中央继续移动，又重新回到被氧化的灯 丝上，由于卤化钨是一种很不稳定的化合物，其遇热后又会重 新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被 蒸发掉的部分。
问题引出
问题：杂质在高温下再分布，如何解决？
方案一：降低温度，减小扩散; 方案二：缩短保温时间，减小扩散
方案一，降低温度
矛盾1：离子注入后，为消除晶格损伤，需要高温，低温效果不好
矛盾2：为完全激活杂质，需要高温1000℃退火
因此，不得不使用高温
方案二，缩短保温时间
升温、降温速率的考量
传统的管式加热，从外向内，温度变化太快，形成温度梯度很大， 容易导致晶圆片翘曲，所以需要缓慢升温和降温→导致明显扩散
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快速热处理最初的开发是用于离子注入 后的退火，现在已扩展到氧化、化学汽相 淀积、外延、硅化物生长等。
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快速热处理的分类
根据加热类型进行分类 绝热型、热流型、等温型
绝热型：宽束相干光源，如准分子激光器 加热时间最短 温度、退火时间难于控制，纵向的温度梯度大，成 本高
热流型：高强度点光源，如电子束、聚焦激光 对晶圆片扫描加热，横向温度不均匀，不适用于IC
T
可以利用上式由辐射波长确定RTP的温度。
当辐射入射圆片表面时，可发生反射、吸收或透射。 若（，T）为反射率，（，T）为透射率，则 根据基尔霍夫定律，能量吸收率为：
ε(T λ 1 ),ρT ( λτ ),(T λ),
对不透明材料， （，T）=0，有：ε(Tλ,)1ρ(Tλ),
当知道两个物体的辐射率，就可计算它们之间的净传
RTP 升温速度有多快
Rapid thermal processing (RTP) provides a way to rapidly heat wafers to an elevated temperature to perform relatively short processes, typically less than 1-2 minutes. up to 1,200oC or greater, at the rate of 20250oC/sec
通过这种再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长 (几乎是白炽灯的4倍)，同时由于灯丝可以工作在更高温度下， 从而得到了更高的亮度，更高的色温和更高的发光效率。
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高强度光源和加热腔体设计
惰性气体弧光灯(nobel gas arc lamp) 弧光灯：这种灯有两个电极，通常是以熔点高的金 属_钨制成，在电极之间，电离气体，发光。 在灯泡中充填的气体，通常分成氖、氩、氪、氙、 钠、卤化物及水银等。 一般的日光灯, 充填了低压水银气体的弧光灯。