在极高的温度下,陶瓷的关键参数之一是其抗蠕变性。蠕变行为的表征通常通过弯曲试验进行评估,当拉伸和压缩之间出现不对称时,蠕变行为的表征会变得复杂。为了检测和量化这种不对称行为,建议使用数字图像相关 (DIC)。首先,高温下 DIC 需要解决几个挑战,即随机图案稳定性、辐射过滤和热雾。由于加热陶瓷的可能性有限、应变场不均匀及其水平低,这些挑战更加严重。除了几项实验发展之外,由于使用了基于临时有限元运动学的两种 DIC 全局方法,应变不确定性得到了降低。最后,将所提出的方法应用于高抗蠕变性能设计的工业锆石陶瓷在 1350°C 下的不对称蠕变分析。
由 ASTM 委员会 D-14 粘合剂定义为“材料在初始瞬时弹性或快速变形后,在负载下随时间的尺寸变化”[2]。评估单层屋面膜接缝抗蠕变性的重要性已得到屋面行业的认可。例如,ASTM 屋面委员会 DOS,
全球航空工业市场呈现强劲增长趋势。最近,空中客车公司预测,到 2035 年,新飞机的需求将不断增长,投资额将超过 5 万亿美元 1 。在这种不断扩大的形势下,多个航空项目都提出了降低飞机运行过程中的燃油消耗、二氧化碳和氮氧化物排放量的要求 2 ,因此减轻重量是飞机制造商面临的关键问题。钛合金用于制造多种飞机部件,如起落架、发动机部件、弹簧、襟翼导轨、气动系统管道和机身部件 3-5 。这种广泛的适用性源于一系列令人印象深刻的优良特性,如高强度重量比、高抗氧化性、断裂韧性、耐腐蚀性、疲劳强度和抗蠕变性 6-8 。钛合金可分为三种不同的合金类别,分别称为 α、α+β 和 β 合金。抗蠕变性、可焊性、弹性模量和韧性等特性受每种类别的微观结构特征的影响 9-11 。人们已经探索了钛合金的物理冶金学,以增强各种工程应用的特定性能。用于结构飞机部件的钛合金的一些主要性能是疲劳强度、冲击强度、杨氏模量和硬度 12 。这些性能可以根据合金成分和微观结构控制进行定制,从而实现
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。
S+C 集团参与的最具挑战性的项目之一是研究和开发一种新材料,以使 Midrex ® 重整器和 HyL ® PGH 能够以更高的速度运行,而在此之前,这些材料受限于可用材料的冶金学约束。利用集团的协同作用、在极高温度应用合金开发过程中获得的知识以及多学科方法,S+C 向市场推出了最新一代合金 Centralloy ® 60 HT D 和 Centralloy ® HT E。使用铝作为合金元素的结果很简单,但这并不反映实现所需的最高抗氧化和抗蠕变性的技术复杂性。这两种合金的优异性能为 DR 工厂的运行设定了新的极限。
2 清华大学微电子研究所,北京 100084 1. 引言 焊接是电子产品组装中的一项重要技术。为了形成良好的焊点,焊料的选择非常重要。焊料的可焊性、熔点、强度和杨氏弹性模量、热膨胀系数、热疲劳和蠕变性能以及抗蠕变性能都会影响焊点的质量。共晶 Au80Sn20 焊料合金(熔点 280 C)已在半导体和其他工业中应用多年。由于一些优异的物理性能,金锡合金逐渐成为光电子器件和元件封装中最好的焊接材料之一。 2. 物理性能 Au80Sn20 的一些主要物理性能如表 1 所示,从中可以看出金锡焊料的优点如下:
添加过渡元素(如 Cu、Fe 和 Ni)的铸造近共晶 Al-Si 合金是航空航天和汽车工业中常用的材料。[1,2] 此类合金的微观结构特点是共晶和初生 Si 以及嵌入 Al 基体中的多种富 Ni、Fe 和 Cu 铝化物形成的 3D 互连网络。[3 – 7] 在高温下(最高达约 300 – 350 ℃)长时间使用后,铝基体会过时,从而降低其强度和蠕变性能。为了提高这些 Al-Si 合金的强度和抗蠕变性能,可以使用额外的陶瓷增强材料,如短纤维和颗粒。[8 – 10] 研究表明,此类复合材料的微观机械行为在很大程度上取决于纤维的取向、颗粒的空间分布、
钛合金在500~600℃的高温下具有高强度,可用于飞机的结构件、紧固件和发动机部件,此外还用于汽车发动机部件和/或排气系统,根据其使用情况,需要具有强度、疲劳强度、断裂韧性、抗蠕变性和抗氧化性等各种性能。钛合金的微观结构、织构、化学成分等对疲劳性能的影响主要在飞机领域进行研究,通过引入故障安全和损伤容限设计,提高了可靠性。1-3) 最近,正在进行如下所述的停留疲劳研究以及利用集成计算材料工程(ICME)来一致预测其疲劳寿命的研究和开发。4)日本除了飞机之外,还开发了汽车、消费品(例如高尔夫球杆头)和医疗设备的应用。因此,除了对钛合金的疲劳、裂纹扩展和断裂韧性的基础研究外,5,6)还进行了大量与各自用途所需的性能相关的研究。