科创中国
纳米连接的尺寸效应及界面调控
发布时间: 2023-11-02
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
纳米科技和新型微纳器件的飞速发展正强力推动纳米连接的崛起， 已成为焊接与连接学科中最具发展潜力的新动力与新方向之一。纳米连接包括纳米材料自身连接及利用纳米材料连接其它宏／微／纳尺度材料。 材料尺度和维度的降低在纳米连接中产生了显著的能量尺寸效应和表面尺寸效应， 同时与宏／微尺度连接相比，纳米连接界面冶金存在明显区别，这些现象及其机理研究的不足严重影响了纳米连接技术的发展和应用。 本成果通过对纳米连接的尺寸效应及界面调控开展了系统深入的研究，为跨尺度、多材料的纳米连接和新型微纳器件制造奠定了重要基础。
成果亮点
(1)揭示了飞秒激光纳米自聚焦的能量尺寸效应及其对纳米材料连接的作用机理。 通过建模仿真指导偏振、波长与被连接结构的匹配设计，突破衍射极限将激光能扯恰好汇聚到纳米接头处；阐明了飞秒激光在纳米材料内部产生极高温度梯度的机理；发现了飞秒激光辐照产生的极高电磁场会引起纳米材料形变，实现了间隙50nm以下自填充连接。
(2)揭示了纳米颗粒烧结连接的颗粒表面尺寸效应及其对低温连接的作用机理。 实现了低温连接、高温服役，且具普适性，对高温器件如功率器件的封装意义重大。
(3)揭示了纳米尺度的界面冶金连接机理并实现了调控。
团队介绍
清华大学机械工程系始建于1932年，其前身为清华大学工学院机械工程学系，是清华最早成立的工科系之一。为国家科技进步和人才培养做出重要贡献,也造就了一支分布在机械工程学院各系（机械工程系，精密仪器系，热能工程系，汽车工程系，工业工程系）的机械工程优秀人才队伍，拥有包括5名院士在内的一支高水平教师队伍，有摩擦学国家重点实验室、先进成形制造教育部重点实验室、精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室、生物制造与快速成形技术北京市重点实验室、高端装备创新设计制造国际合作联合实验室等科研基地等。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”高端装备制造产业科技服务团 (中国机械工程学会) 评价时间：2023-11-08
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