通过热压粉末混合物,我们制造了三种以氧化铝基体为基础、体积百分比为 20% 的延展性金属(镍或铁)颗粒的复合材料。压痕和双扭转试验均表明,所有复合材料的韧性均高于母体基体,增幅从 22% 到 78% 不等。尽管压痕试验可以指示相对性能,但已概述了使用此方法的问题。对来自不同加工路线的氧化铝-铁样品进行的双扭转试验结果表明了微观结构的重要性。还指出,每种复合材料的最大韧性仅在裂纹长度相对较长(毫米级)时才实现。对裂纹轮廓的检查表明,颗粒-基体界面较弱,界面强度的提高将进一步提高复合材料的韧性。
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。