零膨胀材料及其机理研究获新进展
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Ｓ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｇ ｎ ｔ ｎ Ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ Ｙ ｎ 。 Ｆａｉ ｏ
尺 寸 的减 小 ，磁 结 构 中Ｍｎ 点 占位 率 明显 降 阵
低 。 由此 引起 随 温 度 变 化 的磁 有 序 化 程 度 和 速 率 均 下 降 ，导 致 磁 有 序 诱 发 的 负 热 膨 胀 量 和 负 热 膨 胀 变 化 率 均 减 小 ， 从 而 使 得 在 相 当 宽 的温 度 范 围 内负 热 膨 胀 和 正 热 膨 胀 能够 完 全 抵 消 ， 获 得 宽 温 区零 膨 胀 性 能 。实 验 结 果 证 实 ，材 料 纳 米 化 是 降低 某 些 晶格 阵 点 占位 率 的 一 条 创 新 和 有 效 的途 径 。然 而 ，这 并 不 意 味着 纳 米 化 是 唯 一途 径 ，研 究 人 员认 为 ， 凡 是 能 改 变 磁 结 构 中 原 子 占位 率 的 其 它 方 法 ， 均 可 能 通 过 调 整 磁 有 序 化 过 程 而 控 制 材 料 负 热 膨 胀 和 正 热 膨 胀 之 间 的平 衡 关 系 ， 从 而 实现 对 单 一 化 合 物 材 料 热 膨 胀 行 为 乃 至 零 热 膨 胀 性 能 的精 确 操 控 。该 机 理 原 则 上 适 于 任 何 具 有 磁 弹 性 （ 致 伸 缩 特 性 ） 的材 料 体 磁 系 。基 于 这 一 零 膨 胀 性 能 的 内在 机 制 ， 在 不 同 的 应 用 领 域 ， 可 根 据 实 际参 数 的 需 要 设 计 开 发 新 的零 膨 胀 材 料 ，这 为 先 进 零 膨 胀 材 料 新 的发展 阶段 开 拓 了一个 重要 的研 究方 向。 该课 题 组在 制备 具有 负热 膨胀 和零 膨胀 性 能 的反 钙 钛 矿 结 构 锰 氮 化 合 物 材 料 的 特 色 技
具 特 色 。 双 方 团 队合 作 紧 密 、无 缝 沟 通 ，相 继 开 发 了 １ ０ Ｖ ｌ０ Ｖ Ｔｅ ｃ Ｐ ， ６ ０ Ｖ ２ ０ ／７ ０ ｒｎ ｈ Ｎ Ｔ ５０
Ｔｅ ｃ ＳＩ Ｂ 工 艺平 台和 相 关系 列 产 品，取 ｒｎ ｈＦ Ｔ Ｇ
科 搜 情 思
北京 工 业 大 学 材 料 科 学 与工 程 学 院／ 型 新 功 能 材 料 教 育 部 重 点 实 验 室 的 宋 晓 艳 课 题 组 ，近 年 来 深 入 研 究 了 反钙 钛 矿 结 构 锰 氮 化 合 物 单 一 材 料 体 系 内 的 热膨 胀 行 为 。在 课 题 组 原 创 的 金 属 纳 米 晶块 体材 料 制 备 路 线 的基 础 上 获 得 新 的突 破 ， 于 国际 上 首 次 制 备 出 了 平 均 晶 粒 尺 寸 减 小 到 约 十 个 纳 米 的超 细 纳 米 晶 反钙 钛 矿 结 构 锰 氮 化 合 物 块 体 。该 材 料 为 各 向 同 性 ，具 有 优 良的 导 电导 热 性 和 力 学 性 能。 最 近 ，该课 题 组与 美 国国家 标准 与技 术研 究 所 黄 清 镇 研 究 员 合 作 ， 利 用 中子 衍 射 技 术 分 别 测 试 了微 米 级 粗 晶 、 纳米 晶 和 超 细 纳 米 晶 反钙 钛 矿 结 构 锰 氮 化 合 物 的热 膨 胀 特 性 。 发 现 超 细 纳 米 晶 反钙 钛 矿 结 构 锰 氮 化 合 物 块 体 在 １ ￣２ ０ ２ ３ Ｋ的超 宽 温 度 范 围 内展 示 出令 人 惊 喜 的 零 膨 胀 性 能 ，其 热 膨 胀 系 数 的绝 对 值 仅 为 ｌ ．８ ０Ｋ 。 随着 化 合 物 块 体 晶粒 Ｉ １ ×１。 ～ ａ ＝１
产业 化 。 （ 微电子研究 ） 所
ＭＰ Ｗ版６ ０ Ｖ Ｉ Ｔ 片（ 及 用 于测 试 的Ｉ Ｔ＠ ５０ ＧＢ 芯 左） ＧＢ Ｄ 封装（ ） ＢＣ 右
Ｉ Ｔ （ 槽 栅 场 截 止 型 ）产 品 ，在 国际 知 名 ＧＢ 沟 晶 圆代 工 厂 华 虹ＮＥ 寸 制造 工 艺 平 台上 首 轮 Ｃ８
工 艺 ，难 点很 多 且 难 度 较 大 ， 其 中最 主 要 难 点之 一就 是如 何 使 阻断 电压达 到６ ０ Ｖ以上 。 ５０
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微 电子 所 与战 略合 作 伙伴 华 虹ＮＥ 紧 密 合 Ｃ 作 ， 共 同攻 关 ，采 用 当前 国 际 最 先 进 的沟 槽 栅 场 截 止 （ ｒｎ ｈｇ ｔ Ｆｌ ｔｐ 结 构 和 Ｔ ｅ ｃ ａ ｅ＆ ｉ ｄＳｏ ） ｅ 制 造 工 艺 ，首 轮 流 片 既 命 中 目标 。该 研 制 获 得 了 株 洲 南 车 时代 电气 有 限 公 司 （ 以下 简 称 “ 车 时 代 电气 ” ）的 鼎 力 支 持 ， 由南 车 时 南 代 电气 完 成 了６ ０ Ｖ Ｉ Ｂ 芯片 封装 及测 试 。 ５０ Ｔ Ｇ
２ １ 年 第８ 第４ （ 第４ 期 ） ０ １ 卷 期 总 ３
的技 术 积 累 和 基 础 ， 实 力 雄 厚 。 合 作 伙 伴 华 虹Ｎ Ｃ 有 成 熟 先 进 的 功 率 分 立 器 件 制 造 工 Ｅ 拥
艺 ，尤其 性 能 稳 定 、高可 靠 性 成 ， 测 试 结 果 显 示 阻 断 电 压 达 ７ Ｏ Ｖ以上 ，符 合 原定 设 计 目标 。该 阶段 性 成 １Ｏ 果 标 志 着 微 电子 所Ｉ Ｔ 制 方 面 迈 上 新 的 高 ＧＢ 研 度 ，我 国 自主 Ｉ Ｔ 片 从 设 计 到 工 艺 的 整 体 ＧＢ 芯 贯通 又上 了一个 新 的 台阶 。 Ｉ Ｂ 产 品针 对 不 同 的应 用 领 域 按 阻 断 电 Ｇ Ｔ
零 膨 咔 材 料 及 其 ｉ 理 Ｉ ； ｎ 研 夯 获 颓 进 展
压等 级 进 行 分类 ，其 中６ ０ Ｖ 列 是 目前 市 场 ５０ 系 应 用 中 电压 等 级 最 高 的产 品 ，主 要 用 于 电 网 、 高 铁 、工 业 变 频 等 战 略产 业 领 域 。 目前 世 界 上 只 有 欧 洲 、 日本 等 极 少 数 厂 商 拥 有 ６ ０ Ｖ的产 品和 技术 ，从器 件 结 构 设计 到 制造 ５０
科技信 息
Ｓｃ ｅ ｅ ａ ｅ ｎ １ｇ 、 ｆ ｒｌｔ ｎ ｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｏＯ Ｙ Ｌ ｏ ｔａｉ １ ｎ ｌ ０
…
得 了 国 内领 先 优 势 。后 续 双 方将 加 快 完 善 系 列 产 品参 数 和 工 艺 优 化 ， 并达 到 相 应 可 靠 性 等 级 ，早 日实 现 国产 自主Ｉ Ｂ 全 系 列 产 品的 Ｇ Ｔ
依 托 于企 业 ，服 务企 业 ，通 过更 加 紧密 相 互 融 合 的 产 学 研 合 作 新 模 式 ，独 立 自主 开 展 结合 国 情 的科 技 创 新 ，推 动 产 业 快 速 发 展 ， 是 微 电 子 所 支 撑 服 务 产 业 的指 引 方 针 。微 电 子 所 在 功 率 器 件 研 究 和 研 制 方 面 具 有 ２ 多 年 ０
