多晶硅拉伸试样在北卡罗来纳州微电子中心 (MCNC) 制造,并在约翰霍普金斯大学应用物理实验室进行测试准备。MCNC 的 DARPA 支持的多用户 MEMS 工艺 (MUMP) 是制造表面微机械设备常用的典型工艺。两层多晶硅用于形成 MEMS 设备的结构元件。多晶硅层由磷硅酸盐玻璃 (PSG) 牺牲层隔开,并通过一层氮化硅与支撑硅基板隔离。最后的金属层定义了设备的电触点。当设备制造完成后,PSG 层会溶解在蚀刻溶液中以释放机械结构。
Zequn Cui, Wensong Wang, Lingling Guo, Zhihua Liu, Pingqiang Cai, Yajing Cui, Ting Wang, Changxian Wang, Ming Zhu, Ying Zhou, Wenyan Liu, Yuanjin Zheng, Guoying Deng*, Chuanlai Xu*, Xiaodong Chen* Dr. Zequn Cui, Zhihua Liu, Pingqiang Cai, Yajing Cui, Ting Wang, Changxian Wang, Ming Zhu, Prof. Xiaodong Chen Innovative Centre for Flexible Devices (iFLEX), Max Planck–NTU Joint Lab for Artificial Senses, School of Materials Science and Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, 639798, Singapore. E-mail: chenxd@ntu.edu.sg Dr. Wensong Wang, Prof. Yuanjin Zheng School of Electrical & Electronic Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, 639798, Singapore. Dr. Lingling Guo, Prof. Chuanlai Xu International Joint Research Laboratory for Biointerface and Biodetection, State Key Lab of Food Science and Technology, and School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu, P. R. China. E-mail: xcl@jiangnan.edu.cn Ying Zhou, Wenyan Liu Nursing Department, Shanghai General Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, P. R. China. Dr. Guoying Deng Trauma & Emergency Center, Shanghai General Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, P. R. China. E-mail: guoying.deng@shgh.cn Keywords: Young's modulus, self-locking, stretchable strain sensors, haptics
杨氏模量 E 与密度 p 的关系 强度 与密度 p 的关系 断裂韧性 KI, 与密度 p 的关系 杨氏模量 E 与强度 的关系 特定模量 E / p 与特定强度 / p 的关系 断裂韧性 KI, 与杨氏模量 E 的关系 断裂韧性 KI~. 与强度 o,f 的关系 损耗系数 q 与杨氏模量 E 的关系 热导率 h 与热扩散率 a 的关系 T 膨胀系数 a 与 T 电导率 h 的关系 线性热膨胀 a 与杨氏模量 E 的关系 归一化强度 or/E 与线性膨胀系数 a 温度下的强度 a(T) 与温度 T 的关系 杨氏模量 E 与相对成本 CRP 的关系 强度 与相对成本 C R ~ 的关系 干磨损率与最大轴承压力 P,,, 的关系 杨氏模量 E 与能量含量 qp 的关系强度,o f,与能量含量,qp C.3 工艺选择图表 图表 P1: 图表 P2: 图表 P3: 图表 P4:
[研究背景] 在当今的超老龄化社会中,因疾病或受伤而患有骨骼和关节疾病的人数增加正在成为一个问题,对于植入体内进行治疗的生物材料的需求日益增加。金属材料具有强度与延展性优异的平衡性,且机械可靠性高,因此被广泛用作必须支撑大负荷的骨替代植入物。 植入物需要具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。但由于它是一种高强度的金属材料,其力学性能一般与柔韧的活骨有显著差异,而且其特别高的杨氏模量是有问题的。当植入物的杨氏模量远高于骨骼时,大部分力会施加在植入物上而不是周围的骨骼上(这种现象称为应力屏蔽),这会导致骨质萎缩、骨矿物质密度降低和骨折风险增加。因此,近年来,需要开发具有与活骨相当的低杨氏模量的新型金属材料。 临床上最常用的生物医学金属材料是价格低廉的不锈钢SUS316L、耐磨性优良的CoCr合金、杨氏模量相对较低的Ti(钛)合金。然而,不锈钢和现有的钴铬合金的杨氏模量大约比活骨高10倍。虽然存在杨氏模量较低的Ti合金,但其杨氏模量高于活骨,且存在耐磨性低的问题。目前,很少有金属材料能具有与活体骨骼相当的杨氏模量,同时还具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。特别是,低杨氏模量这一重要的机械性能通常与高耐磨性之间存在权衡关系,开发出一种兼具这些特性的新型合金一直很困难。 另一方面,在尖端医疗中使用的超弹性合金中,表现出约8%超弹性应变的NiTi(镍钛)合金的应用最为广泛。然而,NiTi合金中含有较高的Ni元素,人们担心其可能会引起过敏反应。为此,人们开发出了不含Ni的Ti基超弹性合金,但其超弹性应变仅为NiTi合金的一半左右。 【主要发现】
脉冲激励技术 (IET) 用于测定含锆石的商用非耐火氧化铝-氧化锆-二氧化硅 (AZS) 材料的杨氏模量和阻尼。杨氏模量的温度依赖性在 900 °C 左右(加热过程中)急剧下降,在 1000 °C 时达到最小值,随后再次增加。随后在 1000 °C 以上急剧增加和冷却过程中的滞后现象表明,这种弹性异常与氧化锆的单斜到四方相变有关。阻尼的温度依赖性在 300-400 °C 范围内显示出明显的阻尼峰,这对氧化锆来说也是典型的,并且在 700-800 °C 以上阻尼急剧增加,这比杨氏模量急剧下降的开始温度低约 100 °C 并且没有表现出任何滞后现象。该高温阻尼峰可能受到少量晶间玻璃相的软化行为的影响。
W 的高耐磨性和机械强度与 Cu 的高热导率相结合,使 Cu/W 系统成为等离子体实验中散热器和耐辐射应用的有吸引力的候选材料。然而,多层膜和涂层的最终机械性能在很大程度上取决于层的微观结构。在这项工作中,系统地研究了具有不同内部界面密度的 Cu/W 纳米多层膜在两种相反的面内应力状态下的机械性能,并与文献进行了批判性讨论。使用具有最先进的神经网络势的原子模拟来解释杨氏模量和硬度的实验结果。结果表明,微观结构,特别是与应力状态相互关联的孔隙率和界面无序相关的过量自由体积,对机械性能有很大影响,尤其是 Cu/W 纳米多层膜的杨氏模量。
摘要:我们证明,新设计的含有聚合用乙烯基反应基团的氨基酸磷二酰胺树脂 (APdA) 可用于通过 3D 多光子光刻制造亚 100 纳米结构。我们使用原子力和单分子荧光显微镜定量分析了纳米结构的特征尺寸、杨氏模量和功能化。我们的结果表明,由缬氨酸或丙氨酸组成的聚合物主链赋予单体疏水性,将聚合物纳米结构在水环境中的膨胀限制在 8% 以内。尽管膨胀很小,但实验表明,在干燥和潮湿条件下,杨氏模量变化高达 10 倍。为了增强基于 APdA 的结构的多功能性,我们加入了生物素功能化并将其用于固定细胞外囊泡。因此,这些发现凸显了基于 APdA 的纳米光刻光刻胶在生物医学和纳米技术应用方面的潜力。
生物压电材料因其作为环境友好型能量收集材料的巨大潜力而开始受到关注。特别是,简单的氨基酸和肽晶体组件在施加力的情况下表现出大的电压输出,并且在检测振动时具有高灵敏度。在这里,我们利用密度泛函理论 (DFT) 计算来定量预测两种研究不足的蛋白质氨基酸晶体的能量收集特性:L-精氨酸和 L-缬氨酸。这项工作强调了量子力学计算筛选晶体作为高性能能量收集器的能力,并展示了小生物晶体作为环境友好型压电材料的能力。预计 L-精氨酸的最大压电电压常数为 g ij 274 mV m/N,杨氏模量为 E 17.1 GPa。 L-缬氨酸的最大预测压电电压常数为g ij 62 mV m/N,计算的杨氏模量为E 19.8 GPa。
摘要:迫切需要找到可持续的方法来生产不含双酚 A 的高性能热固性材料,用于太空或航空航天领域等特定应用。在本研究中,选择了芳香族三环氧物三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚 (THPMTGE),通过与酸酐共聚来生成高交联网络。事实上,制备的热固性材料的凝胶含量 (GC) 约为 99.9%,玻璃化转变值介于 167–196 ◦ C 之间。通过 DMA 分析检查的热机械性能表明材料非常坚硬,E ′ 约为 3–3.5 GPa。热固性材料的刚性由杨氏模量值确认,杨氏模量值介于 1.25–1.31 GPa 之间,断裂伸长率约为 4–5%,拉伸应力约为 35–45 MPa。 TGA 分析强调了非常好的热稳定性,优于 340 ◦ C。还评估了极限氧指数 ( LOI ) 参数,显示了具有良好阻燃性能的新材料的开发。
研究了铸态和T6态金属盐反应制备的TiB2颗粒增强A356基复合材料的组织与力学性能。对制备的复合材料的显微组织观察表明,原位生长的TiB2颗粒形状规则,在A356基体中分布均匀,A356基体与TiB2颗粒之间有清晰的界面。对铸态和T6态制备的复合材料的力学性能进行详细分析表明,随着A356基体中原位TiB2颗粒质量分数(wt%)的增加,制备的复合材料的极限拉伸强度和杨氏模量增大,但随着TiB2颗粒质量分数的增加,制备的复合材料的泊松比减小。与A356合金相比,随着TiB 2 颗粒质量分数的增加,复合材料的杨氏模量提高了10.8%,泊松比降低了3.2%;随着TiB 2 颗粒质量分数的增加,复合材料的屈服强度先降低(当TiB 2 颗粒质量分数小于1%时)后升高,而伸长率和断面收缩率则先升高后降低。此外,T6热处理可以细化晶粒,有效提高复合材料的力学性能。