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飞秒激光诱导热应力对细晶氧化铝断裂韧性的影响
摘要： 采用飞秒激光在细晶氧化铝陶瓷棒上切割出尖端半径小于0.5微米的超锐V型缺口，通过单边V型缺口梁(SEVNB)法测定断裂韧性。为消除激光诱导热应力对断裂韧性测试的影响，测量前对带V型缺口的试样进行了退火处理。通过扫描电镜和显微拉曼光谱分析了缺口尖端的形貌。结果表明：存在激光热应力影响的细晶氧化铝断裂韧性值与退火后数值相等，可忽略激光诱导热应力对断裂韧性的影响。
关键词： SEVNB法，断裂韧性，激光加工，热应力，氧化铝
更新于2025-11-21 11:18:25
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[IEEE 2018年第19届国际电子封装技术会议（ICEPT） - 上海（2018.8.8-2018.8.11）] 2018年第19届国际电子封装技术会议（ICEPT） - eSiFO封装首次钝化工艺中晶圆翘曲与内部应力的仿真研究
摘要： 在电子封装过程中，翘曲和热应力是导致封装失效的两个重要因素。本文从热力学角度出发，采用ABAQUS软件对eSiFo封装产品进行三维数值模拟，研究了不同结构参数对电子封装中晶圆翘曲和热应力的影响。在模拟部分，结合单因素分析、田口正交实验设计和有限元分析，获得优化工艺参数并进行模拟分析。结果表明：对晶圆von Mises应力值影响最大的结构参数是窗口尺寸；对晶圆翘曲影响最大的结构参数是芯片厚度；胶层厚度和钝化层厚度对晶圆von Mises应力和翘曲值的影响相对较小。在优化后的工艺参数下，最大von Mises应力和最大翘曲值均远小于初始工艺。
关键词： 田口正交试验、工艺参数优化、数值模拟、翘曲、热应力
更新于2025-09-23 15:21:01
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热障涂层镍基高温合金超快激光打孔中的裂纹行为
摘要： 为探究热障涂层镍基高温合金超快激光打孔过程中裂纹产生的机理，需进行定量分析。本研究建立了简化的热力耦合模型，用于获取打孔过程中的温度历程、相变应力及热应力，该模型考虑了激光束扫描、激光强度衰减以及打孔深度与打孔时间的非线性关系。将本模型获得的诱导应力与数字图像相关法（DIC）结果进行对比。根据打孔周围裂纹分布情况，运用本模型阐释多层材料打孔过程中裂纹行为的机理。最后，建议采用低脉冲重复频率或水射流辅助方法来降低超快激光打孔过程中的热效应。
关键词： TBC（热障涂层），相变应力，热应力，裂纹行为，超快激光，激光钻孔
更新于2025-09-23 15:19:57
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将染料敏化太阳能电池中的液态电解质转化为凝胶，以提高稳定性和性能
摘要： 基于金属有机框架（MOF，由Al3?和均苯三甲酸构成）的凝胶电解质被应用于染料敏化太阳能电池。该电解质在电池内部原位凝胶化，以确保TiO?光阳极与电解质组分之间形成最佳界面连接。光伏性能测试表明，该凝胶能有效保持液态电解质的原有功能。通过优化MOF与液态电解质的比例，电流密度得到提升，这归因于凝胶电解质中氧化还原对I?/I??含量的增加?？返缪故芰椒矫嬗跋欤阂皇茿l3?离子引入导致TiO?导带位置改变，二是电子复合效应。因此，采用凝胶电解质的电池相比液态电解质电池实现了略高的转换效率。在60°C热应力条件下持续250小时后，MOF凝胶电解质展现出优异的稳定性——液态电解质电池效率持续衰减，其效率下降达24%，而MOF凝胶电解质电池仅下降6%。
关键词： 稳定性、金属有机框架、染料敏化太阳能电池、热应力、凝胶电解质
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过广义分数阶热传导研究功能梯度材料裂纹条带的瞬态热弹性响应
摘要： 本研究基于广义分数阶热传导理论，分析了含平行于自由表面裂纹的功能梯度材料弹性带的热冲击问题。假设嵌入裂纹为绝热状态。采用傅里叶变换和拉普拉斯变换求解与时间分数阶偏微分方程相关的混合初边值问题。通过求解奇异积分方程组获得拉普拉斯变换域内的温度场和热应力分布。运用拉普拉斯逆变换的数值反演方法给出时域热弹性场的计算结果，图形化展示了上下裂纹面温差及裂尖热应力强度因子，揭示了热通量相位滞后、分数阶数和梯度指数对传热过程的不同调控作用。对比研究了非傅里叶模型与经典傅里叶模型的温度跃变及热应力强度因子差异，数值结果表明波状效应和记忆效应是分数阶Cattaneo热传导的两个显著特征，而经典傅里叶热传导中不存在这些现象。
关键词： 功能梯度材料、热应力、裂纹、时间分数阶热传导、热通量相位滞后
更新于2025-09-22 20:01:19
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CdTe太阳能电池在短期热应力作用下的可靠性研究
摘要： 本文研究了CdTe薄膜太阳能电池中短期热应力的影响。所测试的CdTe太阳能电池采用物理气相沉积法在钠钙玻璃上制备，呈衬底上配置结构。我们运用多种表征技术研究电池的可靠性，特别通过外量子效率(EQE)和电致发光(EL)测量来探究导致性能退化的物理过程。通过该分析，我们结合电学与光学测量结果，全面概述了退化效应并建立关联性。研究表明：(i)短期热应力作用下会发生轻度退化；(ii)电池串联电阻增大；(iii)初步认为退化源于铜或氧原子在CdTe太阳能电池中扩散所引发的晶体缺陷。
关键词： 降解、EL（电致发光）、可靠性、CdTe太阳能电池、EQE（外量子效率）、热应力
更新于2025-09-16 10:30:52
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被动冷却条件下高聚光多结太阳能电池的性能、极限与热应力分析
摘要： 将太阳辐射集中到三结太阳能电池表面会导致电池温度过高和系统故障。最近，针对这类系统提出了几种冷却方法。然而，文献中尚未发现关于维持这些系统在不同气象和运行条件下稳定运行所需关键传热系数的定量评估。因此，本研究为最新的三结AZUR SPACE太阳能电池建立了一个全面的三维耦合热力-结构模型。该模型用于研究高倍聚光光伏系统在不同太阳聚光比（CR）、环境温度、直接太阳辐照度、风速、背面传热系数和铜II基底面积比下的性能表现。此外，通过改变背面铜层面积对典型太阳能电池组件进行改进，提出了一种新型电池结构。结果表明：在相同背面传热系数条件下，环境温度、聚光比和直接太阳辐照度的升高会显著增加预测的电池温度；而在相同背面传热系数和聚光比条件下，增大铜II基底面积比能显著降低平均电池温度。当背面传热系数达到最高值时，随着铜II基底面积的增加，电池温度会降至某一极限值后保持恒定。在聚光比为50、500、1000和1500倍太阳辐射时，最高背面传热系数的临界值分别约为200、600、1000和1600 W/m2·K。此外，在1600 W/m2·K的最高背面传热系数下，聚光比为50、500、1000和1500倍太阳辐射时，临界面积比分别约为2、3、4和6。
关键词： 被动冷却、聚光光伏、热应力、三结太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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光伏用多晶硅生长改进定向凝固工艺的数值模拟
摘要： 采用瞬态全局模型研究了底部带槽炉对多晶硅(mc-Si)定向凝固(DS)过程的影响。数值模拟假设几何结构为完美的二维轴对称。模拟了温度分布、晶体-熔体(c-m)界面、热应力和位错密度。采用改进的换热块系统来控制坩埚底部的温度梯度。结果表明晶体-熔体界面呈凸形。使用底部带槽炉时，冯·米塞斯应力和位错密度均有所降低。本研究在DS炉换热块半径为30和60毫米的不同槽型中开展。
关键词： 定向凝固、位错密度、热应力、硅、太阳能电池、数值模拟
更新于2025-09-16 10:30:52
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[美国激光学会ICALEO? 2017：第36届国际激光与电光应用大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2017年10月22-26日）] 国际激光与电光应用大会 - 厚KDP晶体激光多焦点分离技术研究
摘要： 磷酸二氢钾（KDP）晶体是各类激光系统中的重要电光材料，属于极难加工材料，尤其是厚晶体。本研究通过巧妙结合飞秒激光与多焦点分离技术（LMFS）光学系统，开发出适用于厚KDP晶体的激光多焦点分离技术。该方法显著提升了晶体厚度方向上温度与热应力分布的均匀性及激光能量利用效率，可形成沿晶体厚度的穿透裂纹并控制其扩展方向，从而实现安全高质量的分离。LMFS技术的可分离厚度（50毫米）至少是现有激光分离技术的4倍，分离效率（200毫米/秒）至少是传统机械方法的20倍。通过光学分析与设计阐明了多焦点生成机理，并利用建立的LMFS光学系统进行验证。成功运用LMFS技术分离了厚度为50毫米的厚KDP晶体，分离侧壁表面质量洁净平整（粗糙度10.857纳米，平面度3.5389毫米），无任何污染、亚表面损伤及边缘崩裂。实验结果验证了LMFS技术的可行性，且与理论分析高度吻合。
关键词： 飞秒激光、KDP晶体、光学系统、激光多焦点分离技术、热应力
更新于2025-09-16 10:30:52
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射流冲击冷却下高倍聚光三结太阳能电池的数值分析
摘要： 三结III-V族（TJ）太阳能电池因其高转换效率和对高光照强度的良好响应，常被用于高倍聚光光伏（HCPV）系统。然而随着温度升高——特别是在太阳能辐照浓度比极高导致电池温度达到极高水平时——电池效率会显著下降。因此，在高倍聚光条件下，通过冷却实现散热对聚光光伏电池至关重要。此外，电池内部可能存在显著温差，识别可能引发电池体失效与形变的热应力显得尤为关键。本研究探究了冲击射流冷却技术维持三结太阳能电池在推荐工况温度下的能力，并进行了热应力分析。结果表明：采用射流冲击冷却技术能同时提升热能管理效能与发电效率，且随着冷却入口质量流量的增加，热应力显著降低。
关键词： 三结太阳能电池，高倍聚光光伏，高浓度，热应力
更新于2025-09-12 10:27:22