Bhaskar Majumdar, PhD

Professor

Materials and Metallurgical Engineering

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Video: 10 min Research Talk

Research Areas

主要研究方向为材料的结构-性能关系和微观结构通过热机械加工优化.

已研究的材料包括镍基高温合金、金属复合材料、高强度纳米结构铝合金、纤维和碳纳米管基聚合物复合材料; 钛合金，粗糙表面的接触和粘附，以及最近的形状记忆 alloys and magneto-caloric intermetallic alloys.

近年来，研究的重点是XRD和中子衍射进行定量相分析的表征方法，也了解内部热处理后多相材料的应力和织构演化. 该研究与有限元分析相辅相成，以预测变形响应 and also to optimize processing parameters.

Education

Ph.D. in Materials Science, University of Rochester, Rochester, NY 14627, 1980

M.S. in Mechanical Engineering Indian Institute of Science, Bangalore, India, 1975

B.Tech. in Mechanical Engineering Indian Institute of Technology, Kanpur, India, 1972

Plain Language Summaries of Recent Research

Whisker Mitigation in Pb-free Sn Electroplating

锡晶须的生长对各种镀锡电子元件构成了威胁在许多长期应用中的灾难性短路问题，如.g., in aerospace, defense, nuclear, and transportation. 在过去，这在很大程度上可以通过添加几个百分点的铅和锡，但由于世界范围内的禁令，这已经不可能了 Pb. 通过我们在NSF奖CMMI-1335199上的工作，我们已经证明了铟是一种有效的材料合金元素不仅减轻，而且实际上 eliminates Sn-whisker growth. 经过50年的研究，这是一项重大突破旨在消除焊料应用中的锡晶须. Furthermore, we have identified 这是减缓晶须的关键机制——铟会导致改变 Sn上3 ~ 4 nm表面氧化物的结构和化学性质，随着富集在近表面(20-70nm深度)和晶界区域. Essentially, we 表明铟降低了氧化层的韧性. We observe similar 在铅掺杂锡的偏析中，它构成了与常规的主要背离 Pb对锡晶须缓蚀作用的认识.

其他关于结构变化等机制的基础研究正在进行中，我们的目标是获得对须缓解的一般理解，不仅在在Cu上有锡膜，在Si上有Al膜，在合金钢上有Cd膜等. An US provisional Sn-In薄膜的专利申请已经提交.

Invention

B.S. Majumdar, S. Bhassyvasantha and L. Soule. 锡-铟合金电镀液，美国临时 Patent Application Number 62/589,151, filed 2017.

Publications

S. Bhassyvasantha, N. Fredj, S.D. Das Mahapatra, W. Jennings, I. Dutta, B.S. Majumdar. 掺杂铟锡薄膜中的晶须减缓机制:表面的作用 电子材料学报(2017)，正在审稿中.

S. Das Mahapatra, B.S. Majumdar, I. Dutta, S. Bhassyvasantha. 用添加铟的方法消除铜基上电镀锡的晶须生长, J. Electron. Mater. 46 (2017) 4062-4075.

S. Banerjee, I. Dutta, B.S. Majumdar. 掺杂剂对晶界影响的分子动力学评价 diffusion in tin: Implication for whisker growth, Mater. Sci. Eng. A-Struct. Mater. Prop. Microstruct. Process. 666 (2016) 191-198.

L. Meinshausen, S. Bhassyvasantha, B.S. Majumdar, I. Dutta. 添加铟对电镀锡涂层中须状抑制的影响 Copper Substrates, J. Electron. Mater. 45 (2016) 791-801.

基于非化学计量Ni2MnGa合金的磁热合金通过热机械织构和元素掺杂增强MCE

磁致热材料作为一种环境友好型材料受到了广泛的关注高效固态制冷技术. We have been working on Heusler alloys, primarily the non-stoichiometric Ni₂依靠磁场诱导的MnGa体系的一阶结构转变 (“磁结构转换”)以改善磁热效应(MCE). The 这项工作最初是由陆军研究实验室资助的. The magnetostructural 转变温度敏感地依赖于成分，因此合金化接近RT的马氏体相变必须进行化学优化. In addition, 我们观察到应力辅助热处理后MCE显著增加(高达80%) 循环的样品，并已经证明了一个主要机制负责 MCE的增加是晶粒择优取向的发展 the martensite phase. 这种方法的基本原理来源于我们以前的工作 on shape memory NiTi samples, where in situ 中子衍射功LANL在样品冷却后显示出良好的织构奥氏体到马氏体在低施加应力下的影响，由于非常低 shear modulus at the transformation temperature. That work was funded initially through ARO and later through NSF.

在最近的工作中，我们一直在研究元素掺杂的影响，使磁结构从60℃左右转变为室温 at the same time enhancing MCE.

Publications

M.V. McLeod, B.S. Majumdar, Z. Turgut. 掺杂Heusler合金的磁热性能改进, MRS Advances 2 (2017) 3453-3458 (2017).

M.V. McLeod, A.K. Giri, B.A. Paterson, C.L. Dennis, L. Zhou, S-C. Vogel, B.S. Majumdar, et al. 非化学计量Ni2MnGa合金的磁热响应及其影响 crystallographic texture, Acta Mater; 97:245-56 (2015).

L. Zhou, A. Giri, K. Cho, H. Heinrich, B. Majumdar, Y. Sohn. Ni2+x Mn1-x Ga合金(x =0.14, 0.16, 0.19, 0.22, and 0.24) by Transmission Electron Microscopy[j]，冶金与材料工程，12 (2014).

A.K. Giri, B.A. Paterson, M.V. McLeod, C.L. Dennis, B.S. Majumdar, K.C. Cho, R.D. Shull. 晶体取向对合金磁热效应的影响 Ni2MnGa stoichiometry, Journal of Applied Physics 17A907 (2013).

B. Ye, B.S. Majumdar, I. Dutta. NiTi形状记忆合金热过程中织构发展与应变滞后 cycling under load, Acta Mater. 57 (2009) 2403-2417.

B. Ye*, B.S. Majumdar, I. Dutta. NiTi形状记忆合金的织构记忆和应变-织构映射, Appl. Phys. Lett. 91 (2007) 061918.

Dissertation

影响磁致热Ni-Mn-Ga Heusler合金结构和磁性能的研究 by Elemental Doping and Processing - M.V. McLeod (2017).