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了解激光粉末床熔合添加剂金属的各向异性拉伸性能：精选示例的详细回顾
增材制造金属的机械性能各向异性有几个物理原因。这些原因包括但不限于方向依赖的晶粒和相形态、晶体结构、定向孔隙率/缺陷以及与熔池、分层微观结构相关的异质性。所有这些在大多数增材制造工艺中都很普遍，很难区分它们在机械各向异性中的作用。本综述重点介绍那些试图或合理地隔离其中一个或两个来源的研究，而不是简单地报告机械性能的趋势。这不是一份涵盖所有增材工艺或机械性能的详尽综述；主要评估的是激光粉末床熔合 (LPBF) 金属和拉伸试验结果（模量、屈服强度、极限拉伸强度、伸长率和断裂表面分析）。总之，LPBF 合金的各向异性拉伸性能的主要来源是晶体结构、各向异性微观结构形态、熔合缺陷不足和熔池宏观结构。在各向异性微观结构中，与相和特征（例如晶界 α、沉淀物等）的优先分布相比，拉长的晶粒似乎是次要的。各向异性模量和屈服强度主要由晶体织构引起。晶体塑性模拟支持了这一点。各向异性伸长主要由各向异性微观结构形态、未熔合缺陷和熔池宏观结构引起。支持这一点的证据来自遵循这些特征的断裂表面。熔池宏观结构是最难通过实验从其他各向异性源列表中分离出来的。一组激光工艺参数和合金的发现并不具有指导意义。在将拉伸各向异性的原因与特定来源联系起来之前，必须对上述来源进行表征。需要制定表征和操纵晶体织构、孔隙率、晶粒和相形态以及熔池宏观结构的策略，以更好地理解和控制 AM 金属中的机械各向异性。
拉伸应变锗微结构
并无需使用载流子注入即可增强电光调制。与此同时，人们正在努力实现完全集成在硅基平台中的发光器，作为 III – V 族材料的经济高效的替代品。这方面的两个主要途径是使用 Ge 及其与 Si 和 Sn 的合金，以及应变工程。硅 – 锗 – 锡 (GeSn) 合金可能是一种很有前途的解决方案 [4]，因为它的能带结构可以通过其成分来控制，从而在宽光谱范围内实现高发射效率，但这些三元合金对材料生长提出了一些技术挑战。[5] 能带结构控制的替代途径是在 Ge 和 GeSn 合金中引入拉伸应变。这里的目标是利用拉伸应变来降低导带 L 和 Γ 最小值之间的能垒，实现准直接带隙材料，从而提高辐射效率。此外，拉伸应变的作用是消除重空穴 (HH) 和轻空穴 (LH) 价带之间的简并性，并降低导带和价带之间的能量差，[6,7] 从而提供对带隙的所需控制。这些能带结构效应可以通过光致发光 (PL) 实验揭示，而半导体中应变的关键测量可以使用拉曼光谱来实现。机械变形会显著影响 PL 发射、谷分裂的不均匀性或重叠
拉伸负荷对...
摘要：电子工业和其他制造公司使用铝碳化硅（ALSIC）复合材料，因此，制造具有适当特性的ALSIC复合材料，适用于不同应用，对大多数行业至关重要。对不同性质进行相同样品测试的挑战仍然存在，因为进行的大多数测试都是破坏性的。因此，使用ANSYS有限元仿真软件来设计和分析平面标本。在样品上施加3 kN至21 kN之间的负载，因为它在通用拉伸测试机（UTTM）的工作极限内，而两端均已固定。本研究中使用的ALSIC复合材料的组成为63 vol％Al（356.2）和37 vol％SIC，结果表明，应力与应变成正比。对于所施加的不同拉伸载荷的应力与应变图中计算出的杨氏模量约为167 GPA。此外，随着载荷的增加，ALSIC复合材料的总变形增加。此外，在测试样品中心周围观察到材料的最高变形。这是在样品的实际测试中观察到的失败的代名词。关键字：ALSIC，拉伸负载，铝MMC，应力分析，变形，ANSYS
选择合适的夹具进行拉伸试验
测试框架 UTM 可以测试材料的拉伸或压缩性能。使用机电或液压测试框架施加负载。这些机器基于变速电动机、齿轮减速系统和一个或多个可上下移动横梁的螺钉。单柱测试仪通常用于需要较低力的应用，通常最高 1,500 lbF (6.7 kN)。这些测试仪适合台式安装，可用于实验室或生产环境。双柱测试仪可用于一些低力应用，但通常指定用于较高力应用。双柱测试框架可配置为台式或落地式安装。测试框架通常由一个或两个丝杠驱动，而重型机器则由液压驱动。可提供定制测试框架，其中可以增加柱高以允许测试大样品。通常集成了测量距离、限位返回或断裂停止的控制功能。
封装材料对无铅焊点热机械循环过程中拉伸应力的影响
摘要 电子组件使用各种具有不同机械和热性能的聚合物材料来在恶劣的使用环境中提供保护。然而，机械性能的变化（例如热膨胀系数和弹性模量）会影响材料的选择过程，从而对电子产品的可靠性产生长期影响。通常，主要的可靠性问题是焊点疲劳，这是电子元件中大量故障的原因。因此，在预测可靠性时，有必要了解聚合物封装（涂层、灌封和底部填充）对焊点的影响。研究表明，当焊料中存在拉伸应力时，由于聚合物封装的热膨胀，疲劳寿命会大大缩短。拉伸应力的加入使焊点处于周期性多轴应力状态，这比传统的周期性剪切载荷更具破坏性。为了了解拉伸应力分量对微电子焊点疲劳寿命缩短的影响，有必要将其分离出来。因此，我们构建了一个独特的样本，以使无铅焊点经受波动的拉伸应力条件。本文介绍了热机械拉伸疲劳样本的构造和验证。热循环范围与灌封膨胀特性相匹配，以改变施加在焊点上的拉伸应力的大小。焊点几何形状的设计具有与 BGA 和 QFN 焊点相关的比例因子，同时保持简化的应力状态。进行了 FEA 建模，以观察焊点在热膨胀过程中的应力-应变行为，以适应各种灌封材料的特性。焊点中轴向应力的大小取决于热膨胀系数和模量以及热循环的峰值温度。样本热循环的结果有助于将由于灌封材料的热膨胀而导致焊点经历的拉伸应力的大小与各种膨胀特性相关联，并为封装电子封装中焊点的低周疲劳寿命提供了新的见解。简介大量电子元件故障归因于焊点疲劳故障。航空航天、汽车、工业和消费应用中的许多电子元件都在波动的温度下运行，这使焊点受到热机械疲劳 (TMF) 的影响。电子组件中的焊料疲劳是温度波动和元件与印刷电路板 (PBC) 之间热膨胀系数 (CTE) 不匹配的结果。在温度变化过程中，PCB 和元器件 CTE 的差异会引起材料膨胀差异，从而使焊点承受剪切载荷。为了减少芯片级封装 (CSP) 中焊点所承受的剪切应变，人们使用了各种底部填充材料来限制焊点的变形。芯片级焊料互连（例如倒装芯片封装中的焊料）尤其受益于底部填充材料，因为它可以重新分配热膨胀应力，从而限制施加在焊料凸点上的应变。除了限制剪切应变之外，底部填充材料的膨胀还会导致球栅阵列 (BGA) 焊点产生较大的法向应变。Kwak 等人使用光学显微镜的 2D DIC 技术测量了热循环下焊点的应变 [1]。他们发现，CTE 为 30 ppm/ºC 且玻璃化转变温度 (T g ) 为 80ºC 的底部填充材料在 100ºC 的温度下可以产生 6000 µƐ 的平均法向应变。这些高法向应变并不像 BGA 封装中的剪切应变那样表现出与中性点距离相同的依赖性。法向应变的大小与 CTE、弹性模量 (E)、封装尺寸和温度有着复杂的依赖关系。法向应变的增加使焊点受到剪切应变和轴向应变的组合影响，这反过来又使焊点在温度波动的条件下受到非比例循环载荷。
封装材料对热机械期间拉伸应力的影响
抽象电子组件使用具有不同机械和热性能的各种聚合物材料，以在恶劣的使用环境中提供保护。然而，机械性能的可变性，例如热膨胀系数和弹性模量，通过对长期对电子设备可靠性产生的不确定性引入不确定性来影响材料选择过程。通常，主要的可靠性问题是焊接关节疲劳，其造成了电子组件的大量故障。因此，在预测可靠性时，有必要了解聚合物封装（涂料，盆栽和底部填充物）对焊接接头的影响。已经表明，由于聚合物封装的热膨胀，焊料中存在拉伸应力时，疲劳寿命大大降低。将拉伸应力受试者焊接到环状多轴应力状态中，发现比常规的循环剪切负荷更具破坏性。为了理解其对微电子焊接关节的疲劳寿命的影响，必须隔离拉伸应力成分。因此，为了使无PB的焊接接头构造出独特的标本，以使其符合波动的拉伸应力条件。本文介绍了热机械拉伸疲劳标本的构建和验证。热循环范围与盆栽膨胀特性相匹配，以改变焊接接头施加的拉伸应力的大小。焊接接头几何形状的设计具有比例因子，该比例因子与BGA和QFN焊接接头有关，同时保持简化的应力状态。FEA建模以观察热膨胀期间焊接接头的应力应变行为，以了解各种盆栽材料特性。焊接接头中轴向应力的大小显示出依赖于热膨胀和模量的系数以及热循环的峰值温度。由于样品的热循环辅助，由于盆栽材料的热膨胀而具有各种膨胀性能，焊料接头经历的拉伸应力的大小与焊接的幅度相关联，并为带有封装的电子包装中焊料关节的低周期疲劳寿命提供了新的见解。
拉伸强度和抗拉强度的实验量化...
欠匹配铝焊缝的抗拉强度和延展性的实验量化 1. 目标。a. 本项目将通过实验测试具有欠匹配焊缝的铝制船舶结构连接细节，以更好地了解这些连接的能力，并创建测试数据库以供将来的设计方法验证。2. 背景。a. 铝结构可为许多船舶提供高达 50% 的结构重量节省潜力，从而降低燃料消耗并提高许多时间敏感或吃水受限应用的经济性。b. 设计铝结构的一个关键挑战是处理用于组装结构的欠匹配熔焊。与大多数钢材不同，船用铝合金在焊缝热影响区 (HAZ) 的强度会降低，达到原材料强度的 50%。然而，对焊接铝船舶结构的拉伸强度的研究很少。初步评估得出结论，目前的方法不足以设计复杂的连接。海洋工程和土木工程界已就此问题进行了更广泛的研究，但这些研究并未涉及海洋细节。c. 欠匹配焊缝的主要问题是，在极端拉伸载荷下，塑性变形会集中在欠匹配区域，导致这些区域出现高应变并最终发生延性失效。鉴于其余