SMH 材料试验机 SMH Material Fatigue Test System ………………………………………………………………… 12 BMH 大型材料试验机 BMH Large-sized Material Fatigue Test System …………………………………………… 14 EMH 环境试验机 EMH Environment Test System ……………………………………………………………………… 16 DMH 热疲劳试验机 DMH Thermal Fatigue Test System ……………………………………………………………… 16 CMH 复合材料试验机 CMH Biaxial Material Test System …………………………………………………………… 17 FMH 超高频试验机 FMH Ultra High Cycle Test System ……………………………………………………………… 17 GMH 高速材料试验机 GMH High-speed Material Test System ……………………………………………………… 18 HMH 检力头式高速材料试验机 HMH Load Sensing Block Type Material Test System ………………………… 18 IMH 热间压延模拟试验机 IMH Hot Process Simulator ……………………………………………………………… 19 JMH 极低温疲劳试验机 JMH Ultra Low Temperature Fatigue Test System ……………………………………… 19 KMH 腐蚀疲劳试验机 KMH Corrosion Fatigue Test System ………………………………………………………… 19 LMH 微小加载试验机 LMH Micro Load Test System ………………………………………………………………… 20 MMH 多轴材料试验机 MMH Multi-axis Material Test System ………………………………………………………… 20 NMH 磨耗试验机 NMH Wear Test System ……………………………………………………………………………… 20
摘要 尽管空洞的存在及其对焊点可靠性的影响一直是人们讨论的话题,但其存在与否以及空洞对焊点可靠性的影响一直存在争议。在本文中,我们重新回顾了以前关于各种空洞类型、其起源及其对焊点热机械性能的影响的研究。我们重点研究由焊膏和合金特性导致的宏观空洞、金属间微空洞和收缩空洞。我们将文献结果与我们自己的实验数据进行比较,并使用疲劳裂纹萌生和扩展理论来支持我们的发现。通过一系列示例,我们表明宏观空洞的大小和位置并不是影响焊点机械和热疲劳寿命的主要因素。事实上,我们观察到,当这些空洞面积符合 IPC-A-610(D 或 F)或 IPC-7095A 标准时,宏观空洞对热循环或跌落冲击性能没有任何显著影响。
摘要:近年来,复合材料在电子工业和其他制造业中占据了主导地位。因此,铝碳化硅 (AlSiC) 等复合材料已被用于生产散热器,主要用于管理电子设备中的热量。然而,这种复合材料的热疲劳是维持设备可靠性的主要挑战。本文研究了 AlSiC 复合材料的热机械效应。有限元法 (FEM) 用于分析基于 10 – 50% 成分之间的颗粒夹杂物的复合材料。本研究中使用的热曲线 (-40 o C 至 85 o C) 已在商业上用于消费产品。获得并评估了基于应力和应变参数的复合材料的疲劳寿命。本研究的结果表明,变形、应变和应力随着颗粒夹杂物百分比的增加而减小。此外,复合材料的疲劳寿命表明,夹杂物越多,材料的可靠性就越高。这项研究表明,与其他夹杂物相比,50% 颗粒夹杂物的疲劳失效循环数 (5.09E+04) 更高。而根据这项研究,10% 夹杂物的疲劳寿命最短 (4.39E+04)。DOI:https://dx.doi.org/10.4314/jasem.v24i6.3 版权:版权所有 © 2020 Ekpu。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名许可 (CCL) 分发,允许无限制地使用、分发和复制,只要正确引用原始作品。日期:收到:2020 年 4 月 11 日;修订:2020 年 5 月 15 日;接受:2020 年 6 月 5 日关键词:复合材料;温度曲线;碳化硅;热疲劳为了改善电子设备的热管理,必须彻底改变最初用于管理热量的传统材料。铜和铝是用于热管理的最常用材料(Ekpu 等人,2011 年)。然而,复合材料的使用大大增强了电子应用中的热管理。因此,研究复合材料的热机械行为确实是必要的。研究人员(如 Babalola 等人,2018 年;Xiao-min 等人,2012 年;Wang 等人,2009 年)研究了复合材料,以确定其电气、物理和机械性能。Babalola 等人(2018 年)介绍了一项关于搅拌铸造法生产的 AlSiC 复合材料的电气和机械性能的研究。在他们的研究中,将获得的实验结果注入人工神经网络 (ANN) 以预测复合材料的性能。这项工作的本质旨在降低进行实验的高成本及其相关挑战。Kumar 等人(2019 年),研究了电火花加工 (EDM) 加工的铝基复合材料表面的完整性。他们的研究表明,纯 AlSiC 复合材料的表面缺陷小于添加了 B 4 C 颗粒的 AlSiC 复合材料。Hassan 和 Hussen (2017) 研究了
摘要:审查了基于NBO 2的记忆,能量产生和存储薄膜设备的当前研究方面。溅射等离子体包含NBO,NBO 2和NBO 3簇,影响NBO 2的NU锻炼和生长,通常会导致纳米棒和纳米固定剂的形成。nbo 2(i4 1 /a)在1081 K到金红石(p4 2 /mnm)处进行莫特拓扑转变,从而产生电子结构的变化,这主要在回忆录中使用。Seebeck系数是控制热电设备性能的关键物理参数,但其温度行为仍然存在争议。尽管如此,它们在900 K以上的表现有效。由于尚未达到理论能力,因此有很大的潜力可以证明NBO 2电池,这可以通过未来的扩散研究来解决。功能材料的热管理,包括热应力,热疲劳和热休克,即使可能导致失败,也经常被忽略。NBO 2表现出相对较低的热膨胀和高弹性模量。NBO 2薄膜设备的未来看起来很有希望,但是需要解决一些问题,例如属性对应变和晶粒尺寸的依赖性,具有点和扩展缺陷的多个接口,以及与各种自然和人造环境相互作用,可以实现多功能应用和耐用性能。
火箭发动机的再生冷却结构承受着极大的载荷。载荷是由热燃烧气体(对于 CH4/OX 约为 3500 K)和冷冷却通道流(对于 LCH4 约为 100 K)相互作用引起的,这导致结构中出现大的温度梯度和高温(对于铜合金最高可达 1000 K 左右),同时两种流体之间的压差也很大。本研究旨在更好地了解三个主要组成部分的物理行为:结构、热气体和冷却剂流以及它们之间的相互作用,特别是结构的寿命。自 1970 年代以来,已经进行了一些燃烧室结构的寿命实验。Quentmeyer 研究了 GH LOX 2/ 燃烧室的 21 个圆柱形 LH 2 冷却测试段的低周热疲劳 [1]。在微型燃烧室内安装了一个水冷中心体,以减少燃料消耗并形成火箭发动机的燃烧、音速喉部和膨胀区域。研究了三种不同的材料。热电偶被放置在冷却通道肋条和冷却剂的入口和出口歧管中。测试是在 41.4 bar 的腔室压力和 6.0 的混合比(氧气与燃料之比)下进行的。喉部区域的热通量达到 54 MW/m 2 。循环重复测试,直到通过感测冷却剂通道泄漏检测到燃烧室故障。没有定量研究热气壁的变形。单个冷却剂质量
火箭发动机的再生冷却结构承受着极大的负荷。负荷是由热燃烧气体(CH4/OX 约为 3500 K)和冷冷却通道流(LCH4 约为 100 K)相互作用引起的,这导致结构中存在较大的温度梯度和高温(铜合金最高可达 1000 K 左右),同时两种流体之间存在较高的压力差。本研究旨在更好地了解三个主要组成部分的物理行为:结构、热气体和冷却剂流,以及它们的相互作用,特别是结构的寿命。自 20 世纪 70 年代以来,已经对燃烧室结构进行了一些寿命实验。Quentmeyer 研究了 GH LOX 2/ 燃烧室 [1] 的 21 个圆柱形 LH 2 冷却测试段的低周热疲劳。在小尺寸燃烧室内安装了一个水冷中心体,以减少燃料消耗并形成火箭发动机的燃烧、音速喉部和膨胀区域。研究了三种不同的材料。热电偶被放置在冷却通道肋条和冷却剂的入口和出口歧管中。测试是在 41.4 bar 的室内压力和 6.0 的混合比(氧气与燃料之比)下进行的。喉部区域的热通量达到 54 MW/m 2 。循环重复测试,直到通过感测冷却剂通道泄漏检测到燃烧室故障。没有定量研究热气壁的变形。单个冷却剂质量均未
摘要 球栅阵列 (BGA) 是一种表面贴装芯片封装,常用于许多微电子产品。封装下方有焊球阵列,为 PCB 提供电气连接和机械支撑。BGA 以其低电感、高引线数和紧凑尺寸而闻名。BGA 芯片与印刷电路板的对齐更简单。这是因为引线(称为“焊球”或“焊料凸块”)与引线封装相比距离更远。锡-银-铜 (Sn-Ag-Cu) 是一种常用的焊球,也称为 SAC,是一种无铅合金 [1, 2]。SAC 目前是用于替代锡铅的主要合金系统,因为它具有足够的热疲劳性能,并且接近共晶,润湿性和强度符合要求的规格。然而,对于更严格的可靠性要求(例如汽车应用),当覆盖面积超过一定尺寸时,SAC 焊料将难以满足板级可靠性。这导致了对替代焊料合金(例如 SACQ 和 QSAC)的研究。将比较 SAC305、SACQ 和 QSAC 的拉伸强度、伸长率和硬度等性能。研究各种类型焊球与 BGA 的焊点在球剪切时的故障模式和球剪切强度的测量。这些焊料合金需要在高温条件下进行长达 3000 小时的高温储存 (HTS)。我们将分享和讨论实验结果的详细信息,包括故障模式和金属间化合物的特性和相关性。
无铅焊料互连中的机械性能和故障机制的演变,特别是98.5SN1.0AG0.5CU(SAC105),不断受等于等温老化和热负载的影响。准确预测电子组装的可靠性,必须将这些老化效应整合到焊料热疲劳的有限元分析框架内。本文努力阐明了静脉老化对热循环下SAC105互连机械行为的影响。利用有限元方法以及现有文献的材料本构参数,研究研究了两个关键的本构模型 - Anand和Garofalo。蠕变行为被吸收到模型中,以评估在热循环过程中老化的SAC105的机械响应。的发现表明,等温衰老会显着改变SAC105焊料的热机械性能,尤其是在短暂的衰老期之后,并且在延长持续时间内影响下降。数值分析证实了SAC105的机械响应中次级蠕变的占主导地位,而不是各向同性硬化或粘膜可塑性。此外,这项研究提供了使用基于应变和基于能量的疲劳模型的预分级焊料热疲劳的全面评估。洞察力显示,与未衰老的焊料相比,老年焊料的寿命降低,并且衰老延长与加剧的热疲劳降解相关。这些结果提供了关键的理解,以增强电子组装中焊料互连的可靠性预测。
摘要:热锻模具受到周期性热应力作用,经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本,提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验,对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明,梯度添加剂层及其界面无缺陷,梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加,在100 HV范围内形成三级梯度变化,3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ,冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂,梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加,韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用,平均寿命提高了37.5%,为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。
对于军用飞机而言,燃气涡轮发动机制造商和最终用户面临的一个关键问题就是耐久性。尤其是加力燃烧段的条件非常恶劣,发动机喷嘴的设计寿命通常只有涡轮发动机其他硬件的一半。目前的喷嘴基于由密封件和襟翼制成的轴对称可变喷嘴。这些组件必须承受极端温度(通常超过 1000°C)以及与加力燃烧器点火相对应的快速热循环。此外,加力燃烧段通常具有燃烧功能不均匀的特点,这会在某些喷嘴瓣上产生热条纹。因此,这些部件会受到非均匀热流的影响,襟翼和密封件的重叠设计尤其明显,从而在整个宽度上产生高热应力。镍基合金通常用于发散襟翼和密封部件。严酷的热机械环境使镍基部件产生大量开裂,再加上高温 1 导致的蠕变变形。结果是部件拆卸增加,直接影响可操作性、维护和成本。军用发动机对热段部件更长使用寿命和更高推重比的追求为陶瓷材料打开了大门。陶瓷基复合材料 (CMC) 适用于暴露在高温(高达 1000°C)下的加力燃烧段,包括高热梯度。因此,人们继续对在军用燃气涡轮发动机中开发、测试和部署 CMC 感兴趣,一些开发已经取得成功。这是为 F/A-18 E/F 超级大黄蜂 2 战斗机提供动力的 F414 发动机喷嘴引入 SiC/C CMC 的情况,以及为阵风 3 战斗机提供动力的 M88 发动机喷嘴外襟翼引入 C/SiC CMC 的情况。考虑用于燃气轮机部件的 CMC 涵盖了通过化学气相渗透 (CVI)、溶胶凝胶路线、聚合物渗透和热解 (PIP) 和熔融渗透 (MI) 4 制造的各种纤维和基质。所得材料能够承受排气喷嘴的高温和热疲劳。然而,CMC 组件的耐久性与其抗氧化性直接相关,这会影响其热机械潜力并导致部件破裂。已经对几种 CMC 密封件进行了地面测试,并在具有代表性的全地面发动机寿命后测量了机械性能。近几年,斯奈克玛推进固体公司 (SPS) 开发了先进的 SiC/SiC 和 C/SiC 材料,包括多层编织和自密封基质。普惠公司和空军研究实验室正在考虑将这些材料用于 F100-PW-229 发动机喷嘴发散密封件,该密封件为 F16 和 F15 战斗机提供动力。本文介绍了发动机经验和后测试特性的结果。将讨论材料系统对燃气轮机喷嘴应用的适用性。