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环境功能材料研究部简介
2017-05-25  |          【 】【打印】【关闭

  环境功能材料研究部成立于2002年,隶属于沈阳材料科学国家(联合)实验室,由中国科学院金属研究所特聘研究员尚建库博士担任主任。研究部面向国家在微电子、环境保护等方向的重大战略需求,致力于环境友好型(“绿色”)电子功能材料与环境修复功能材料的基础研究,并力争推动相关材料的产业化。

  环境友好型电子功能材料研究的主要方向包括:

  1. 微电子三维封装互连材料

  三维封装已成为微电子封装工业发展的趋势。本研究方向着重于设计与发展新型三维互连以及散热材料,研究互连材料及其界面组织与结构之间服役行为的基础科学问题,研究新型三维封装器件在力/热/电单场或多场下的服役可靠性以及失效机理,利用有限元方法对其材料及结构进行优化设计,推进其在三维封装器件上的应用。

  2. 无铅互连材料

  铅是一种常见的有毒物质。为保护环境与人类健康,电子设备中的含铅焊料已经在全球范围内被限制使用。本研究方向重点研究电子封装中的柔性无铅锡基合金设计、晶须自发生长现象、无铅焊料的高温氧化、表面腐蚀问题等,以解决电子封装工业中的一些关键的材料和可靠性问题。

  3. 互连材料与结构的可靠性

  无铅焊料及其互连界面的失效成为影响大规模集成电路可靠性的关键问题。本研究方向着重研究互连材料在力热电场作用下的形变损伤机理,进行材料的原位相变观察及表面与界面的原子结构表征,阐明新型互连材料的基本行为模式,探讨新型互连材料引入后的各种界面问题,设计和发展新型界面材料,建立基于形变损伤机理的可靠性模型,进行高密度互连结构的设计和可靠性估算。

  4. 高性能无铅压电功能陶瓷材料

  压电陶瓷是制造各类机电耦合元器件的重要功能材料,广泛应用于电子信息产品。然而,含有大量有毒元素铅的铅基压电陶瓷仍是目前主要使用的压电陶瓷材料体系。本研究方向致力于发展高性能无铅压电功能陶瓷材料体系与制备工艺,通过原位实时观察技术在纳米尺度上研究材料内部在外加电场、温度场下的各种反应与结构变化,为研究材料结构-性能关系提供直接的观测证据,从而理解其微观机制,提高能源利用效率,保护环境和人类健康。

  环境修复功能材料研究的主要方向包括:

  1. 重金属离子吸附净水材料

  重金属离子污染,包括砷、汞、铅、镉、铬等,已经成为水体污染的重要问题,严重危害人体健康。本研究方向致力于通过设计新的材料制备方法,进行材料成分调整,对多种纳米材料进行表面功能化,提高吸附材料的比表面积和表面吸附活性位,从而有针对性地发展高效重金属离子吸附净水材料。

  2. 催化还原净水材料

  催化还原反应对于去除水中致癌阴离子,如硝酸根、亚硝酸根、溴酸根等具有高效性和彻底性的特点,不产生任何二次污染,是一种先进水处理技术。本研究方向致力于发展系列高效催化反应还原净水材料,深入研究活性纳米粒子与催化载体之间的相互作用,探索催化还原过程与机理。

  3. 光催化半导体功能材料

  光催化半导体功能材料通过吸收光照能量产生电子-空穴对,从而能够产生系列氧化还原反应,分解有机污染物、杀灭有害微生物。光催化具有高效、降解彻底、不带来二次污染等优点,适用于低含量污染物的去除,非常有希望成为水体、大气等环境中污染物末端处理的主要技术。本研究方向致力于进行多种新型纳米结构可见光光催化半导体功能材料的制备及其环境修复与检测功能研究。通过进行材料成分与结构设计,发展能够有效利用太阳光能的新型光催化材料体系,探索其在净水、空气净化、环境污染物监测与新能源领域的应用,研究其深层作用机制,获得具有高效、低成本、适应于工业应用的材料体系与关键制备技术。

  学术带头人和研究骨干:

  1. 李琦研究员:2007年于University of Illinois at Urbana-Champaign获得博士学位,现任研究部副主任。

  2. 刘志权研究员:2000年于大连海事大学获得博士学位。

  3. 郭敬东副研究员:1996年于中国科学院金属研究所获得博士学位。

  4. 祝清省副研究员:2008年于中国科学院金属研究所获得博士学位。

  5. 高世安助理研究员:2008年于中国科学院金属研究所获得博士学位。

  6. 杨炜沂助理研究员:2014年于中国科学院金属研究所获得博士学位。

  招生咨询:路萍,沈阳市文化路72号金属研究所葛庭燧楼315室(024-23971703,plu@imr.ac.cn)。

 

环境功能材料研究部

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