2013大学生创新创业训练计划申报表（王晨旭、胡望意）(1) - 图文

大学生创新创业训练计划申报表

项目名称：项目内容：负 责 人：学 院：专 业：指导老师：申报日期：SiC对Cu-Fe-P合金组织及性能的影响■创新训练项目 □创业训练项目

□创业实践项目

王晨旭 材料科学与工程学院 金属材料工程 蔡薇 2013.5.16

教务处制

一、简表

项目名称 项目来源 项目类别 学科类别 项目实施时间 姓名 SiC对Cu-Fe-P合金组织及性能的影响 A．自主研发 B.他人授权 C其它 ■科研 □教学 □设计 □工程 □自选 □其它 ■工学 □理学 □文学 □管理 □经济 □其它 起始时间： 2013 年 9 月 完成时间： 2014 年 5 月 学号 （完整） 年级 学院 专业 联系电话 E-mail 申请团队（第一位为负责人） 王晨旭 20101168 2010级 胡望意 20111737 2011级 材料科金属电话：15216104480 学与工材料E-mail: wcxv01xylmm@163.com 程学院 工程 材料科金属电话：18270716355 学与工材料E-mail:1264263458@qq.com 程学院 工程 年龄 51 职称 教授 联系电话 15179759936 指导教师姓名 蔡薇 学院或部门 （教研室） 材料科学与工程学院（金属材料） 主要研究课题及成果：（有2位以上指导教师时，分别填写） 获奖： 1. 高耐蚀铝黄铜关键技术研究开发与产业化，2012年中国有色金属工业科学技术进步一等奖；第二 2. 1994. 12《模拟法挤压铝型材挤压模具研究》获中国有色工业总公司，科技进步三等奖，第二 3. 1999.7《铝型材挤压模具工作带化学抛光工艺研究》获国家有色金属工业局部级科技进步三等奖，第二 课题： 1. 江西省自然科学基金项目《弹性耐蚀稀土黄铜研究》江西省科技厅、编号：2009GZC0048、2010年～2012； 2. 福建省龙岩市科技局，龙财字[2008]85号，《高精度铜箔关键技术研究》2009.9年～2011.1年； 3. 江西省自然科学基金项目《铜合金异型材高温挤压塑性变形》江西省科技厅；编号：550033、2005年～2006。 获批专利： 1. 柳瑞清、蔡薇、肖翔鹏. 一种含稀土添加元素的无镍白铜合金及其板材制备方法.专利号：ZL 2010 1 0262393.5，授权公告日：2011.9.21 2. 蔡薇、柳瑞清、刘仁辉、许洪胤、李莉、吴语. 一种黄铜表面无铬钝化技术，专利号：ZL 2010 1 0595972.1；授权公告日：2013.1.30 3. 柳瑞清，蔡薇，吴语，彭丽军. 一种新型高弹性铜镍锰合金及其制备方法，专利号：ZL 2010 1 056459.8；授权公告日：2013.1.30 申报理由（包括自身具备的知识条件、特长、兴趣、已有的实践创新成果等。） 已经学习了基本的金属材料科学的专业知识，基本了解了金属材料实验研究的技术方法，对金属材料的实验研究及新材料的开发具有浓厚的兴趣。 参与了“Cu-15Ni-28Zn-13Mn-Co合金的制备与加工性能研究”课题的研究。 2012-2013学年获2013年第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛江西理工大学赛区优胜奖、获江西理工大学专业素质拓展平台之“楚江杯”第二届科技论文大赛材料科学与工程学院三等奖。 项目简介（300-500字左右）： 引线框架是半导体元器件和集成电路（IC）的主要材料，起到支撑芯片、传输信号和散热的作用。目前电子元器件都朝着高密度化、小型化、大功率化方向发展，对引线框架材料的功能、性能提出了更高的要求。Cu-Fe-P系列合金是铜基合金引线框架材料中使用最多最广的一种，约占整个引线框架材料用量的65％以上。它的工艺性能优良、价格低廉，能满足引线框架多种性能要求。这种合金是典型的析出强化型合金，其利用Fe在铜中的固溶度随温度变化有较大的差异来提高合金导电导热性。但是Cu-Fe-P合金的强度不高、导电性能也不够优异，属于中强中导型铜合金，难以满足不断发展的电子产业对引线框架材料功能、性能等多方面越来越高的需求。本项目在Cu-Fe-P合金添加SiC，目的是进一步提高合金的强度，同时不降低合金的导电性。通过研究热处理工艺，得到一种高强度、高导电率的新Cu-Fe-P合金。前期的探索性试验结果显示，SiC能提高合金的力学性能，同时不影响合金的电导率，说明该研究具有很好的研究前景。该研究能促进我国高强高导铜合金产业的发展，降低高强导电铜合金生产成本，缩短国内引线框架材料在研究、产业化等方面国外的差距。 项目特色与创新点： 在本项目中，采用的SiC来源广泛、价格低廉，有利于实现产业化。无机非金属材料和铜合金的结合是本课题的一个创新点，预期能够利用通过向Cu-Fe-P合金中添加SiC后的合金，从而加快我国高强中导、高强高导等高精铜合金引线框架材料的发展。 对项目成员的要求： （1）服从组织安排，包括相关规定及实验任务、时间的安排； （2）对项目研究具有浓厚兴趣，勤于查阅文献，积极参与实验及探讨； （3）对试验过程中发现的问题能与其他同学互相沟通、商量解决问题的办法。 二、立项依据

（包括项目的研究意义、现状分析，并附主要参考文献及出处） 本项目以引线框架材料为研究对象。引线框架材料的研究已经取得一定进展，优良综合性能材料的研制技术已达到较高水平。铜及其合金作为引线框架首选材料已为人们共识，因此相对于研发新型材料体系而言，探索铜合金新的成分体系、新的制备工艺将更有吸引力。 目前，电子产品向着高密度化、小型化、大功率化的方向发展，对引线框架材料的性能也提出了更高的要求，我国近年来电子产业的迅猛发展使得对作为集成电路核心的引线框架材料材料的产量和性能提出了更高的要求。铜合金以其优良的综合性能和低廉的价格，获得了广大企业的青睐，成为应用最广泛的引线框架材料。我国引线框架市场需求虽大，高精引线框架铜带材却还是主要依赖进口，所以，研究、生产高性能的引线框架材料对我国的集成电路产业、电子产业具有经济、战略双重意义。 集成电路、大规模集成电路以及超大规模集成电路的不断涌现，使得铜合金引线框架材料越来越受重视。即使在欧美经济疲软、制造产能过剩的2011年，国内集成电路市场规模为8065.6亿元，同比增长9.7%，高于全球的1.3%。然而，目前引线框架材料的核心技术还是主要被日本、美国、德国、法国和英国所掌握。我国引线框架市场需求虽大，高精引线框架铜带材却还是主要依赖进口，我国的高强高导引线框架材料的研究还远落后于欧美发达国家，若不改善这一现状，必然阻碍我国电子产业的发展，影响我国现代化建设的进程。 20世纪80年代以来的30余年中，铜合金因其具有高导电、高导热及价格低等特点，逐渐代替可伐合金与FeNi42合金，成为制造引线框架的主要材料，随着集成电路由陶瓷封装向塑料封装发展，与塑封相匹配的铜基合金引线框架的用量不断增大，已占到80％左右，已开发出的合金牌号达100多种，成为引线框架材料的主流。 铜合金按材料性能分类，可分为高强度型、高导电型、高强高导型、高强中导型和中强中导型；按合金的成分分类，主要有铜铁系列、铜镍硅系列、铜铬系列、铜镍锡系列等，其中使用最广泛的是铜铁磷系，典型材料是C194合金和KFC合金。 Cu-Fe-P系列简介： 该系列合金是铜基合金引线框架材料中使用最多最广的一种，约占整个引线框架材料用量的65％以上。它的工艺性能优良、价格低廉，能满足引线框架多种性能要求。这种合金是典型的析出强化型合金，其利用Fe在铜中的固溶度随温度变化有较大的差异来提高合金导电导热性。通过分析Cu-Fe相图可知，在高温时，Fe在铜中的固溶度最大可达4%，而在室温时，Fe在铜中的固溶度几乎为零，随着温度下降，Fe以α相形式析出。研究表明，若此时合金中存在P元素，合金中可生成细小的Fe2P金属化合物，此种化合物的析出能大大提高合金的强度和导电率，因此P元素已被泛应用于形成Cu-Fe-P系列合金。值得注意的是，在添加P元素时控制其加入量极重要，通常加入的P含量不能大于磷铁原子比1∶3的比例，过多的加入量将使磷在铜中残余,

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