近日，北京科技大學(xué)綠色低碳鋼鐵冶金全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭占成教授團(tuán)隊(duì)在制備近零膨脹近零夾雜物因瓦合金箔方面取得重大突破，該研究成果為解決我國(guó)FMM“卡脖子”材料提供了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。國(guó)外Journal of Materials Chemistry C以封面論文形式發(fā)表了該研究成果，論文第一作者是博士研究生任為，通訊作者郭占成。

　　OLED顯示器是我國(guó)顯示屏高速增長(zhǎng)的電子產(chǎn)品。精細(xì)金屬掩模板(FMM)是OLED顯示器生產(chǎn)中的重要部件，每平方英寸面積上密布了近千個(gè)規(guī)則形狀的微孔。在顯示器生產(chǎn)中，借助FMM的掩蔽，不同種類的有機(jī)發(fā)光材料分別蒸鍍沉積到屏幕上形成規(guī)則點(diǎn)陣，由于蒸鍍過程多次對(duì)孔和溫度的變化，要求FMM微孔邊界精度達(dá)到1微米以下和材料膨脹系數(shù)小于1.5x10-6。FMM是采用厚度30微米以下因瓦合箔(64%Fe-36%Ni)化學(xué)刻蝕生產(chǎn)的，我國(guó)已掌握了刻蝕技術(shù)，但用于FMM生產(chǎn)的因瓦合金箔完全受制于國(guó)外，目前世界范圍內(nèi)FMM基材供應(yīng)完全由日本日立公司壟斷。由于FMM孔邊界精度要求達(dá)到1微米以下，這就要求因瓦合金母材不僅夾雜物含量近零，而且夾雜物小于1微米，傳統(tǒng)冶煉方法很難達(dá)到這一水平。即便日立公司的因瓦合金箔產(chǎn)品，刻蝕良率也不足10%，這就導(dǎo)致FMM的成本相當(dāng)高，原因主要是夾雜物含量難于近零和夾雜物大小難于完全小于1微米。

　　郭占成教授團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，采用旋轉(zhuǎn)陰極輥水溶液電化學(xué)沉積方法成功制備了近零夾雜物的因瓦合金箔帶。電化學(xué)沉積理論上可以避免夾雜物的問題，但由于Fe2+和Ni2+離子電化學(xué)沉積電位的不同及在水溶液中擴(kuò)散系數(shù)的差異，要獲得按因瓦合金成分連續(xù)穩(wěn)定電沉積條件相當(dāng)難。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)揮工匠精神，經(jīng)過5年多的不懈努力，于2022年終于突破了脈沖電沉積因瓦合金箔的關(guān)鍵工藝技術(shù)參數(shù)。然而，雖然脈沖電積沉因瓦合金箔宏觀上成分、夾雜物數(shù)量和大小可達(dá)到FMM基材的要求，但由于微觀上呈納米晶且成分不很均勻，并含有電解液帶入的微量S元素和Cl元素，膨脹系數(shù)仍比FMM要求高一個(gè)數(shù)量級(jí)。研究人員又經(jīng)過兩年的努力，掌握了電沉積因瓦合金箔的熱處理技術(shù)，獲得了微觀成分均勻、晶粒長(zhǎng)大和避免二次夾雜物形成的控制條件，成功制備了近零夾雜物、熱膨脹系數(shù)達(dá)到1x10-6因瓦合金箔樣品。