低溫燒結
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-23
低溫燒結的實例教程
BJB技術是在常規BJ技術基礎上進行的創新，其核心技術是將全新的金屬“生坯”低溫釬焊燒結（Brazing）技術融入到常規BJ工藝的后處理燒結過程中。
BJB技術流程：
1. 金屬粉末通過水性粘結劑噴射3D打印成生坯；
2. 生坯經烘干及低溫燒結處理后包裹上特殊的釬焊合金漿料（多種處理方法之一）；
3. 經400℃-1200℃低溫釬焊滲透燒結（不同的金屬可以選擇不同的釬焊合金；釬焊溫度比常規燒結溫度低200℃-300℃），熔化的釬料合金滲透填滿生坯骨架縫隙，即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的金屬部件。
例如，316L不銹鋼“生坯”，傳統的BJ技術燒結溫度為1350℃左右；特種BJB技術通過選擇合適的釬料合金，可以在1100℃左右通過相對低溫的釬焊滲透燒結即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的316L不銹鋼部件（收縮變形量可以控制在5%以內）。BJB技術通過在一個相對低很多（200多度）的溫度下釬焊燒結，節省了大量能源，節能環保。
BJB相關的底層技術目前已經獲得國家發明專利授權，擁有自主知識產權；該技術也適用于FDM等其他“間接金屬3D打印技術”生坯的后處理冶金燒結，都受到專利的保護。
03
BJB技術打印和釬焊燒結的成品
下圖是長沙墨科瑞公司利用BJB技術打印和釬焊燒結的一些316L不銹鋼零部件：
△粘結劑噴射3D打印的生坯
△燒結后的金屬成品
BJB技術發明人李昕說：“要想徹底解決粘結劑噴射金屬3D打印技術的收縮變形問題，從現有的技術背景來看，目前很難再找到像BJB技術這樣具有低成本綠色節能競爭優勢的技術路徑了。”
展開 因此，應開發低溫燒結技術，設計并制備具有自限性的、電子和離子導電的、與LATP和LCO緊密接觸的界面相勢在必行。
工作介紹
近日，南京林業大學韓響副教授、廈門大學陳松巖教授、美國華盛頓大學楊繼輝教授和西北太平洋國家實驗室劉俊教授在Energy & Environmental Science上發了題為“All Solid Thick Oxide Cathodes based on Low Temperature Sintering for High Energy Solid Batteries”的論文。該工作通過原位低溫液相燒結，在LATP基固態電池中構建了一種薄且連續的混合導電界面。這些混合導電界面相極大地改善了載流子輸運性質，在LATP/LiCoO2復合正極體系實現了~6 mAh cm-2面積容量。該技術也適用于富鎳正極材料，面積容量高達~10 mAh cm-2，有望實現比能量大于400 Wh kg-1的SSB。與使用氧化物和硫化物SSE的混合正極相比，該復合極的面容量分別提高了十倍和三倍。廈門大學楊勇教授，西北太平洋國家實驗室王崇民教授和南方科技大學張文清教授對文章的提升和組織給與了重要幫助。
內容表述
1. LABTP/LCO復合正極的設計和面容量
圖1. 采用液相燒結技術制備LABTP/LCO固態復合正極的設計、優化和面積容量。
當固液界面之間的二面角（ψ）滿足2γsl<γ< span="">ss時，晶界完全潤濕，使用具有較低γsl的添加劑，能有效促進燒結過程中晶粒的潤濕。B2O3具有極低的界面能、熔點為450 ℃，因此可以作為LATP和LCO燒結的助劑。本文在LATP中添加1 wt %B2O3（LABTP），通過放電等離子燒結(SPS)，將厚LABTP/LCO復合固態正極燒結在致密的LABTP片上。
展開 點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1826289
12.基于低溫燒結的高比能固態電池的厚氧化物正極
主要內容：研究背景、LABTP/LCO復合正極的設計和面容量、LABTP固態電解質的低溫燒結、LABTP/LCO復合正極的混合導電界面、含有LABTP/LCO復合正極的SSB電化學性能、使用高鎳NMC復合正極的SSB構建、總結與展望...+
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1826495
13.磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池有何區別
點擊鏈接查看內容：https://jishulink.com/content/post/1825717
14.動力電池組的連接與可靠性剖析
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1826291
15.新能源車常說的“電池能量密度”，到底是什么？
展開 使我國在超薄型賤金屬內電極MLCC及其鐵電陶瓷材料產業化技術、低溫燒結高性能片式電感器（MLCI）及其鐵氧體材料產業化技術、高性能壓電陶瓷及其新型元器件產業化技術、高儲能密度介電陶瓷材料及其工程化制備技術、微波介質陶瓷產業化技術以及半導體陶瓷及敏感元器件產業化技術等若干領域達到國際領先水平。
（二）戰略目標
面向信息技術等領域的迫切需求，進一步加大電子陶瓷技術的研究開發及其產業升級的扶植力度，突破困擾該產業技術進步的關鍵技術，使我國在該領域的技術水平走進世界前列。力爭在2025 年大部分水平與美國、日本接近，2035年成為全球高端電子陶瓷材料和元器件的主要來源地（見圖2）。
（三）重點發展方向
1.新一代電子陶瓷元件與材料
重點突破量大面廣的無源電子元件，如MLCC、片式電感器、陶瓷濾波器的器件所需的高端電子陶瓷材料技術，發展出擁有自主知識產權的材料配方和規模化生產技術，形成穩定的生產規模。重點突破高端電子陶瓷元件中材料精密成型和加工的關鍵工藝技術和裝備，保證薄型化多層陶瓷技術所需的關鍵納米陶瓷材料的自主穩定供應，形成無源集成關鍵設備的自主研發和生產能力。
（1）高性能、低成本 MLCC 材料與元件。加強高性能抗還原陶瓷介質粉體材料及規模化生產；重點研發薄型化功能陶瓷成型技術與裝備，納米晶陶瓷燒結技術，超薄型多層陶瓷結構內電極技術等。
（2）新型片式感性元件與關鍵材料。加強高性能低溫燒結鐵氧體及低介低損耗陶瓷介質粉體材料及規模化生產；研發多層陶瓷精密互聯技術及其裝備，小型化微波段片式電感器布線設計技術等。
（3）高性能多層片式敏感元件與材料。重點研究高性能片式熱敏、氣敏、濕敏、壓敏、光敏陶瓷規模化生產技術，微納尺度多層片式敏感陶瓷傳感器制備工藝技術與表征技術等。
（4）高性能壓電陶瓷材料。
展開 經低溫燒結和高能鍛造后，高密度的氧化物納米顆粒均勻地分散在W晶粒內，晶間氧化物顆粒完全消失。結果表明，在室溫條件下，合金的強度和塑性得到了很大的提高。研究者所采用核殼粉末作為前驅體制備高性能ODS合金的策略，有望應用于其他彌散強化合金體系。
圖1 cWY合金的力學性能。
圖2 納米氧化物的TEM和HAADFSTEM圖像。
圖3 W晶粒的電子背散射衍射表征。
圖4 氧化物@W核殼結構復合粉體的XRD、TEM和HAADF STEM圖像。
綜上所述，研究者通過燒結制備出獨特的氧化物@W核殼結構納米復合粉體，成功制備出高性能氧化物彌散強化W基合金。研究者創新的低溫水熱法和隨后的冷凍干燥法，使氧化物@W核殼納米粉體的形成成為可能。經過低溫燒結和HERF處理后，高密度的氧化物第二相納米顆粒(1~3nm)均勻地分散在W晶粒內部，其與周圍基體有共格界面。此外，還在W基體中引入了細化的等軸亞晶粒。因此，這種層次性組織打破了傳統W基ODS合金或純W在室溫下的脆性特征，使制備的合金具有高強度和良好的延展性。更重要的是，該策略可為其它ODS合金系統的強度和延展性設計提供理論指導。（文：水生）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
展開 
低溫燒結的相關專題、標簽、搜索
低溫燒結的最新內容
1650 ℃無壓燒結 1 h后， Y2O3-MgO-SiO2 助劑促進了 α→β 相轉變， 但制備陶瓷的熱導率較低，僅 33.4 W·m-1K-1；而 Y2O3-MgO-ZrO2助劑促進了晶粒的生長， 制備陶瓷的熱導率提升至~50 W·m-1K-1，驗證了三元燒結助劑低溫無壓燒結制備較高熱導率 Si3N4 陶瓷的可行性。
4.2.2.氧化物 SE/陰極界面
改善策略包括：低溫燒結、三維陰極、人造層。
4.2.3.鹵化物 SE/陰極界面
金屬鹵化物 SE（如 Li3InCl6）具有相對較低的硬度（2.07 ± 0.10 GPa）和彈性模量（34.2 ± 0.8 GPa） 以及出色的氧化穩定性（>4 V），有利于與裸高壓層狀氧化物 CAM 一起構建冷壓復合陰極。
本研究提出采用無壓燒結納米銀膏，以提升大功率發光二極管散熱性能．金屬銀本身具有優異的導電導熱性能，同時該納米銀膏可實現無壓低溫燒結，既保護芯片又可獲得耐高溫互連接頭．將納米銀膏作為大功率發光二極管貼片材料，可顯著提高發光二極管產生熱量的耗散速率．本研究分析了納米銀膏燒結溫度對電學、界面孔隙率和發光二極管結溫及熱阻的影響，此外對比分析了該納米銀膏與幾種傳統固晶材料對發光二極管散熱性能及光學性能的影響．
（2）雙 MMC 基板雙面散熱
采用低溫銀燒結鍵合(LTB)技術將芯片對稱布置在金屬基復合(MMC)基板的中心安裝孔四周(圖 26)，使模塊與熱沉間保持良好的電氣接觸和熱接觸。
其技術核心是具有低溫燒結特性的軟磁鐵氧體和介質材料。
（三）高性能壓電陶瓷產業
壓電陶瓷是一種重要的換能材料，其機電耦合性能優良，在電子信息、機電換能、自動控制、微機電系統、生物醫學儀器中廣泛應用。為適應新的應用需求，壓電器件正向多層化、片式化和微型化方向發展。
SiC陶瓷的4種燒結方式各有千秋，但是在科技發展如此迅速的今天，迫切需要提高SiC陶瓷的性能，不斷改進制造技術，降低生產成本，實現SiC陶瓷的低溫燒結。以達到降低能耗，降低生產成本，推動SiC陶瓷產品產業化的目的。
本文信息來源于愛銳網，如有侵權請聯系刪除~
芯片壓接封裝過程中面臨的“機 - 電 - 熱”強耦合條件下的芯片均流原理已有了深入研究：文獻[40]首次完成了大尺寸 IGBT 芯片設計研究，及其力學增強、方形陶瓷管殼和壓接封裝等關鍵技術研究；文獻[38]提出了 IGBT 低時延柵極互連與元胞柵電阻結構，完成了 IGBT 元胞開關同步與均流控制技術研究，開發了全球最大容量的 600 A/4500 V IGBT 芯片；文獻[39]提出了 IGBT 大芯片低溫銀燒結工藝與芯片增強技術
- 熱”強耦合條件下的芯片均流原理已有了深入研究 [38-40] ：文獻 [40] 首次完成了大尺寸 IGBT 芯片設計研究，及其力學增強、方形陶瓷管殼和壓接封裝等關鍵技術研究；文獻 [38] 提出了 IGBT 低時延柵極互連與元胞柵電阻結構，完成了 IGBT 元胞開關同步與均流控制技術研究，開發了全球最大容量的 600 A/4 500 V IGBT 芯片；文獻 [39] 提出了 IGBT 大芯片低溫銀燒結工藝與芯片增強技術
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1826289
12.基于低溫燒結的高比能固態電池的厚氧化物正極
主要內容：研究背景、LABTP/LCO復合正極的設計和面容量、LABTP固態電解質的低溫燒結、LABTP/LCO復合正極的混合導電界面、含有LABTP/LCO復合正極的SSB電化學性能、使用高鎳NMC復合正極的SSB構建、總結與展望
經低溫燒結和高能鍛造后，高密度的氧化物納米顆粒均勻地分散在W晶粒內，晶間氧化物顆粒完全消失。結果表明，在室溫條件下，合金的強度和塑性得到了很大的提高。研究者所采用核殼粉末作為前驅體制備高性能ODS合金的策略，有望應用于其他彌散強化合金體系。
圖1 cWY合金的力學性能。
