金属ナノコンタクト部の局所的溶融手法の開拓とナノ溶接の飛躍

金属纳米接触部件局部熔化方法的发展及纳米焊接的突破

基本信息

批准号：
19656028
负责人：
坂真澄
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度は申請時に計画した研究を遂行し、以下のような研究実績を得た。1. 金属ナノコンタクト部におけるジュール発熱現象の観察と溶接前年度試作したナノ材料溶接用ホルダを用い、走査型電子顕微鏡内でPtナノワイヤ同士の溶接過程のその場観察を試みた。電子顕微鏡内でPtナノワイヤを対向して接触させ、ナノコンタクト部に一定直流電流を付与したところ、ナノコンタクト部は瞬間的に溶融、その後、凝固し、ナノ溶接過程が僅か数秒で完了することを初めて観察することに成功した。また、数秒の溶接過程中に溶接回路電圧は僅かに低下した。この回路電圧の低下は、ナノコンタクト部の溶融により接触面積が増大し、コンタクト部の電気抵抗が低下することを示唆している。2. 異種金属ナノコンタクト部の溶接前年度に実施した同種金属同士のナノ溶接の知見を踏まえて、微小熱電素子としての利用が期待できるW細線とPt細線との異種金属細線溶接を実現した。また、Ptナノワイヤを低融点In細線に溶接してIn-Pt回路を形成し、通電下にあるPtナノワイヤ上の表面電位差を計測することで、Ptナノワイヤの電気抵抗率を測定することに成功した。3. 金属ナノ溶接部の結晶構造解析これまで実現した同種、および異種金属ナノ接合部の詳細な組織構造解析を実施した。同種金属では両細線の先端同士が溶融、凝固することで溶接が実現したことを走査型電子顕微鏡観察により確認した。一方、異種金属では低融点細線が溶融、凝固することで溶接が実現したことをエネルギ分散型X線分析により確認した。

去年，我们在应用时进行了计划的研究，并取得了以下研究结果。 1。在金属纳米接触部分中观察焦耳加热现象，并使用在焊接前进行的纳米材料焊接支架原型，我们试图观察扫描电子显微镜中PT Nano电线之间的焊接过程。当PT Nano电线在电子显微镜中面对，并将恒定的直流电流给予纳米合同部分时，纳米接触部分即时融化，然后凝固，然后在短短几秒钟内完成了纳米焊接过程第一次观察。此外，在几秒钟的焊接过程中，焊接电路电压略有下降。电路电压的下降表明纳米接触部分的熔化会增加接触面积并降低接触部分的电阻。 2。基于在互连金属纳米接触部分焊接前一年中同一物种金属之间的纳米焊接的知识，可以预期薄线和PT细线之间的异质金属线，这是可以预期的用作小热量和电解质。此外，通过将熔点焊接在细线中，并测量PT纳米电线，并测量功率下的PT纳米电线上的表面水平差来焊接PT Nano线的电阻率。 3。金属纳米焊接部分的晶体结构分析已在迄今为止对同一物种的详细组织结构分析中实施，以及异质金属纳米连接部分。在相同类型的金属中，通过扫描电子显微镜观察证实，焊接是通过熔化和凝结两条细线的尖端来实现的。另一方面，通过分布的X射线分析证实了焊接是通过在异质金属中熔化和凝结低点线实现的。