摘要。对 5754、6061 和 7075 铝合金进行了 RCS 工艺提高机械强度的潜力评估,这三种铝合金呈现出与各自合金元素相关的不同硬化机制。这项工作比较了不同合金通过 RCS 处理后织构和机械性能的演变。通过显微硬度测量、不同温度和应变速率下的拉伸试验来评估机械性能,以评估应变速率敏感性。结果表明,经过两次 RCS 处理后,6061 和 5754 合金在 300°C 下表现出相对较高的应变速率敏感性。此外,5754、6061 和 7075 合金的硬度分别增加了 27%、22%、15%。显示出由于不同的硬化机制而提高机械阻力的潜力。此外,通过 X 射线衍射获得极图并计算其取向分布函数来表征晶体织构。结果表明,三种铝合金表现出相同的趋势,即初始织构组分得以保留,但织构化体积有所减少。
摘要:鉴于改进结构装配方法的必要性日益增加,尤其是在航空工业中;通过比较当前使用的方法进行适当的研究,有助于选择正确的方法来实现制造目标。它还可以激发进一步的研究,以解决该领域的现有缺陷或提高现有方法的效率。出于上述动机,本文对压痕方法进行了仔细研究。本文将通过对不同性质的板材的实验结果来修订热压痕和冷压痕的主要特性。进行了拉伸试验和剪切试验,以评估每种压痕方法后的板材强度,并研究在进行实验时发现的各种故障。评估了压痕的状态、疲劳,尤其是径向裂纹和孔径。我们希望实现允许铆钉与周围材料表面齐平的压痕,并且铆钉头可以无缺陷地安装。由于航空航天飞行器、导弹系统和相关设备的制造和组装越来越复杂,本研究旨在为压花工艺提供启示;尤其是公羊币压花。公羊币压花方法分为冷压花(室温)和热压花(高温)。将本研究论文与之前的研究进行比较,
工作计划 已经开展了一项广泛的实验计划,使用了六种不同类型的商用仪器、五种压头几何形状、四种不同的涂层系统和三种散装参考材料。该项目已确定硬度和模量值对以下因素的敏感性:仪器校准和环境;压头几何校准;详细加载循环的仪器参数;以及涂层类型和厚度等材料效应。已评估选定的模型,以根据测量的复合压痕响应计算涂层特性。已对这些模型进行了比较、测试和验证,并确定了它们的适用范围。验证包括将模型响应与实验确定的压痕响应进行比较。
硅仍然是技术上最重要的材料之一,广泛应用于各种微电子和微机电系统 (MEMS) 设备和传感器。几十年的深入工业研究已经带来了一些最先进的硅材料加工路线,但有关其机械性能的一些细节仍然是个谜。这并不是因为缺乏努力,而是因为其复杂性。就变形机制而言,位错塑性、断裂和各种相变都是可能的,具体取决于加载速率、应力状态、尺寸、温度、杂质的存在等。本研究重点关注硅中的相变,这种相变发生在以压缩载荷为主的围压下 [1-3]。这使得仪器压痕成为诱导此类行为的流行选择 [4,5],我们在各种温度下都进行了这种测试。本研究的独特之处在于联合使用了两种事后显微镜技术:压痕的拉曼映射和聚焦离子束 (FIB) 加工提升的透射电子显微镜 (TEM)。这样做是为了试图更详细地了解不仅发生了哪些相变,而且了解它们在空间中的分布情况以及这种相变与压头下方局部应力状态的关系。在高温下,使用配备 800C 的 Hysitron PI88 原位 SEM 压痕和配备金刚石 Berkovich 尖端的原型高真空平台纳米压痕系统测试了具有 <001> 取向和 p 型掺杂的硅晶片,电阻率为 0.001-0.005 Ω-cm,相当于 1x1019 - 1x1020 cm-3 硼掺杂。沿着压痕的对角线准备提取件,从而将一个面和一个角一分为二。在减薄和转移到半网格之前,先沉积保护性铂。样品制备采用 FEI Versa 3D 双束和 EasyLift 操纵器(Thermo Fischer Scientific,希尔斯伯勒),并使用在明场中以 300keV 运行的 Technai F30 TEM 进行成像。图 1 显示了硅从室温到 450°C 的纳米压痕行为变化的摘要。其中,硬度最初随着温度升高到大约 150°C,然后开始稳步下降。这是一个相当有趣的观察结果,因为当性能由位错塑性介导时,硬度和屈服强度通常会随着温度的升高而降低 - 这表明在低温范围内其他行为占主导地位。这也体现在压痕的后期 SEM 成像中,因为在室温下会出现剥落,在 100°C 时会消失,然后在 200°C 时变成延性流动。剥落归因于卸载过程中晶格膨胀的相变。图 2 展示了一些关于解释这种硬度变化的变形机制变化的理解,其中显示了事后拉曼图和 TEM 图像。此处,室温拉曼图显示压头压痕下有一个强烈的相变区域,这从 TEM 成像中也可以看出来。当温度升高到 100°C 时,拉曼光谱显示从非晶态、R8 和 BC8 硅相的复杂混合物急剧转变为六方相和金刚石立方体相。事后 TEM 也显示相变区域的变化,特别是总相变材料的减少。在 200°C 时,拉曼光谱显示为金刚石立方体,含有少量六方材料。TEM 显示压痕下似乎以孪生塑性为主,几乎没有明显的相变材料。
纳米铜烧结是实现宽带隙半导体电力电子封装的新型芯片粘接与互连解决方案之一,具有高温、低电感、低热阻和低成本等优点。为了评估烧结纳米铜芯片粘接与互连的高温可靠性,本研究采用高温纳米压痕试验表征了烧结纳米铜颗粒的力学性能。结果表明:首先,当加载速率低于0.2 mN ⋅ s − 1时,烧结纳米铜颗粒的硬度和压痕模量迅速增加随后趋于稳定,当加载速率增加到30 mN时,硬度和压痕模量降低。然后,通过提取屈服应力和应变硬化指数,得到了烧结纳米铜颗粒的室温塑性应力-应变本构模型。最后,对不同辅助压力下制备的烧结纳米铜颗粒在140 ˚C – 200 ˚C下进行高温纳米压痕测试,结果表明辅助压力过高导致硬度和压痕模量的温度敏感性降低;蠕变测试表明操作温度过高导致稳态蠕变速率过大,对烧结纳米铜颗粒的抗蠕变性能产生负面影响,而较高的辅助压力可以提高其抗蠕变性能。
为了生产二维材料的纳米结构,通常使用自上而下的技术,例如光刻[6]、电子束光刻(EBL)[7]和离子束光刻[8]。最近观察到,使用电子或离子的光刻技术可能会导致二维材料的结构损伤[9]或增加抗蚀剂污染,而这些污染需要通过等离子清洗去除。[10]激光烧蚀是一种无抗蚀剂的一步式替代方法[11–13],但光学衍射极限阻碍了其在需要亚微米分辨率的场合使用。自下而上的技术,例如化学气相沉积和位置选择性生长[14,15],可实现可扩展性和高分辨率。然而,复杂器件结构的可重复制造和器件集成仍未解决。扫描探针光刻(SPL)包含一组纳米光刻技术,可实现需要超高分辨率的独特应用。 [16] SPL 的工作原理基于纳米探针和表面之间的各种物理和化学相互作用,并且已应用于 2D 材料的机械划痕、[17] 局部氧化、[18,19] 和浸笔工艺。[5] 具体来说,热扫描探针光刻 (t-SPL) 是一种新兴的直写方法,它使用加热的纳米尖端进行 2D 和 3D 减材/增材制造。[20–22] t-SPL 的图案创建是通过使用加热的纳米尖端连续压痕样品同时扫描样品来完成的。除了超快写入之外,还可以用冷尖端对样品进行成像,类似于传统的原子力显微镜 (AFM),从而实现闭环光刻和图案叠加。在这里,我们表明,通常应用于可升华聚合物的热机械压痕技术也允许直接切割 2D 材料。为此,我们在环境压力和温度下使用 t-SPL,通过加热的纳米尖端局部热机械切割 2D 材料的化学键。展示了单层 MoTe 2 的 20 纳米分辨率图案,以及它对其他 2D 材料(如 MoS 2 和 MoSe 2)的适用性。相对于 EBL,所提出的技术不需要高真空并可避免电子诱导损伤,因此可以非常经济高效的方式轻松实施,以制作高质量 2D 纳米结构的原型和制造。对于大多数应用,2D 材料的功能性纳米结构必须通过光刻技术进行图案化。在这里,我们开发了一种用于单层 2D 材料的一步光刻技术,也称为直接纳米切割,使用热机械压痕法,如图 1 a 所示。为此,我们将 2D 材料薄片直接转移到 50 纳米厚的可升华聚合物层上,该层由旋涂机制成,然后通过热机械压痕法进行图案化。
- 受控释放阀技术使用摄入量和输出阀系统,每当患者移动或重新定位时提供压力重新分布。- 不需要鼓风机,泵或电源。- 与大多数床出口系统兼容。- 粘弹性泡沫顶部旨在帮助增加患者的舒适性和压力重新分布界面压力的信封。- 表面是多区域和分层的,具有不同的压痕负载偏转(ILD)和密度。- 水和防污的顶盖。
时间国家标准,并检查是否符合尺度定义所要求的公差。需要间接校准,因为许多尚未完全定义的因素(例如压痕过程中的位移-时间模式、压头的形状不规则性和机械性能)无法通过直接测量来评估。因此,诸如与主要硬度标准机的国际比较、与硬度校准机的主要硬度标准块的比较以及最终与硬度测试机的硬度参考块的比较等比较被视为间接测量。如前所述,直接校准和间接校准对不确定度的影响不同,因此可以获得具有不同含义的不同不确定度表达: