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World File Search System纳米压痕
用于数据驱动的组合合金薄膜研究的实验数据管理平台
实验材料数据是异构的，包括各种处理和特性条件的元数据，这使得实施数据驱动的方法开发新材料变得困难。在本文中，我们介绍了薄膜合金数据库 (TFADB)，这是一个材料数据管理平台，旨在通过各种实验工具对薄膜合金进行组合研究。使用 TFADB，研究人员可以轻松上传、编辑和检索多维实验合金数据，例如成分、厚度、X 射线衍射、电阻率、纳米压痕和图像数据。此外，可以轻松以适合预处理以进行机器学习分析的格式管理数据库中与成分相关的属性。该软件的高度灵活性允许管理可能从新的组合实验中获得的新型材料数据。
共晶Sn-58Bi焊点在老化过程中的微观组织粗化和力学性能
摘要 随着封装的微型化和异质集成化，人们一直致力于开发低温焊料。Sn-58Bi 共晶焊料的熔点为 138°C，是一种颇具吸引力的替代方案。由于 Sn-Bi 焊料的熔点较低，即使在室温下也可能发生 Bi 粗化。本文观察了室温储存过程中 Sn-58Bi 接头的微观结构演变。室温老化导致焊料基体中 Bi 相的溶解和粗化，尤其是在初生 Sn 相和 Sn-Bi 枝晶中。通过纳米压痕测量了单个富 Sn 相和富 Bi 相的力学性能。结果表明，由于溶液强化，老化焊点中富 Sn 相比富 Bi 相具有更高的杨氏模量和硬度。Bi 相比 Sn 更柔顺，硬度更低。
等离子工艺工程
傅里叶变换红外光谱（FTIR，Bruker VERTEX 70 + HYPERRION 2000），光学发射光谱（OES，经典的 Princeton Instruments Acton SpectraPro 2500i 和时间分辨的 Princeton Instruments Acton SP2750）。激光衍射喷雾测量（Malvern Spraytec），剥离试验（Tinius Olsen H1KT）高温摩擦仪 THT 石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）（QSense E1）液滴形状分析仪（水接触角）带温控室（KRUSS，DSA100）配备恒电位仪/恒电流仪（Metrohm Autolab）的光电化学电池、太阳模拟器和气相色谱仪用于（光）电化学和（光）（电）催化测量。纳米压痕仪 Bruker Hysitron TI 980（纳米机械和纳米摩擦学测试）。
来自 PM-... 中子辐照的机械测试数据
本文介绍了通过粉末冶金热等静压 (PM-HIP) 制造的核结构合金的中子辐照活动获得的综合机械测试数据档案。辐照活动旨在方便直接比较 PM-HIP 与传统铸造或锻造。此次活动包括五种常见的核结构合金：316L 不锈钢、SA508 压力容器钢、91 级铁素体钢以及镍基合金 625 和 690。辐照在爱达荷国家实验室 (INL) 的先进测试反应堆 (ATR) 中进行，目标剂量为 1 和 3 个原子位移 (dpa)，目标温度为 300 和 400°C。本文包含按照 ASTM E8 规范进行的辐照后单轴拉伸试验、这些拉伸棒的断口分析和纳米压痕收集的数据。通过向核材料研究界公开提供这一系统而有价值的中子辐照机械行为数据集，研究人员现在可以使用这些数据来填充材料性能数据库，验证材料
用户案例研究 IMDEA MATERIALS（西班牙）
概述 在 IMDEA，纳米压痕技术用于测量材料硬度和杨氏模量随温度的变化，这些材料适用于严酷环境下使用，例如新一代高熵合金 (HEA)。高温室可在受控气氛下进行从室温到 750°C 的测量。耐火 HEA（即 MoNbTaW）是高温应用非常有吸引力的材料，例如航空航天领域的更高使用温度的内燃机，这可以提高燃烧本身的产量。在这项工作中，通过定向能量沉积 (DED) 原位合金化和 V 添加优化了 MoNbTaW 系统，并对其进行了高通量成分筛选 [1]。聚合物的高应变率表征尤为重要，因为这些材料对速率高度敏感。该领域的新发展将为校准纤维增强聚合物复合材料冲击行为的微观机械模型打开大门，并结合应变率相关行为。提出了一种用于高应变率微柱压缩试验的新型测试装置，并将其用于研究环氧树脂在宽应变率范围内的力学行为[2]。
本研究探讨了通过高功率和高速激光表面改性 (LSM) 制造 Ti6Al4V 功能梯度材料。
本研究探讨了通过高功率和高速激光表面改性 (LSM) 制造 Ti6Al4V 功能梯度材料。原始样品微观结构由细长的等轴 α 相和 β 相晶界组成。对这些样品应用了九种不同的 LSM 工艺参数集。扫描电子显微镜显示，在所有情况下，激光处理样品的表面附近都有细小的针状马氏体相。观察到马氏体区下方的过渡微观结构区，其中有较大的等轴晶粒和一些马氏体 α 相生长。样品内部包含原始微观结构。发现在所有工艺参数集下进行表面改性后，表面粗糙度都会增加。进行了纳米压痕测试，以获得三相（即马氏体 α、等轴 α 和晶界 β）的硬度和模量。开发了双相晶体塑性有限元模型来研究单轴拉伸载荷下的三区功能梯度微观结构。硬化表面区域阻止了连续滑移带的扩展，而过渡区则阻止了样品外表面和内部之间过大的应力集中。
通过整合整体动态和局部材料行为实现结构状态感知
摘要 结构健康监测和无损检测技术通常用于评估高价值航空航天、机械和民用系统的生命周期和可靠性。维护和检查间隔通常基于时间，并依赖于结构健康监测/无损检测技术来检测由疲劳或环境损坏造成的宏观损坏。当前的工作提出了一种综合材料-结构-动力学方法来提供结构健康的状态感知。所提出的方法将传统的结构健康监测/无损检测重点从寻找裂纹转移到基于跟踪材料-结构-动力学状态的能量变化的健康状态感知。在暴露于非线性谐振的悬臂结构中跟踪能量变化，其中梁的应变能量被导出并用于确定健康状态指数。纳米压痕用于探测梁的近表面机械性能，以表征局部材料变化与疲劳循环的关系。考虑采用非线性超声方法将局部材料行为变化与梁的动态性能变化联系起来。调查的目的是将传统上分离的材料、结构和动力学方法与结构健康监测/无损检测联系起来，同时提供
2D Bi2O2Se 的高保真传输及其力学性能
具有高电子迁移率的二维硒化铋 (Bi 2 O 2 Se) 在未来高性能、柔性电子和光电子器件中具有优势。然而，薄片 Bi 2 O 2 Se 的转移相当具有挑战性，限制了其机械性能的测量和在柔性器件中的应用探索。这里，开发了一种可靠有效的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 介导方法，可以将薄片 Bi 2 O 2 Se 薄片从生长基板转移到目标基板（如微机电系统基板）上。转移的薄片的高保真度源于 PDMS 薄膜的高粘附能和柔韧性。首次通过纳米压痕法实验获得了二维 Bi 2 O 2 Se 的机械性能。研究发现，少层 Bi 2 O 2 Se 具有 18–23 GPa 的二维半导体固有刚度，杨氏模量为 88.7 ± 14.4 GPa，与理论值一致。此外，少层 Bi 2 O 2 Se 可承受 3% 以上的高径向应变，表现出优异的柔韧性。二维 Bi 2 O 2 Se 的可靠转移方法和力学性能记录的开发共同填补了这种新兴材料力学性能理论预测与实验验证之间的空白，并将促进基于二维 Bi 2 O 2 Se 的柔性电子学和光电子学的发展。
磁性 3D 打印微执行器的制造和特性
近年来，传统的 MEMS 微致动器已由通过双光子聚合 (2PP) 制造的 3D 打印可驱动微结构所补充。本文展示了一种新型紧凑型 3D 打印磁驱动微致动器，其直径为 500 μ m，最初设计用于微光学系统。它是通过在简单的后处理步骤中将 NdFeB 微粒和环氧树脂的复合材料并入打印机械结构的指定容器中而制造的。微致动器结构具有机械弹簧，允许在大位移下进行连续定位。通过对 IP-S 块体结构进行纳米压痕的机械研究揭示了一种粘弹性材料行为，可通过二元素通用开尔文-沃格特粘弹性模型来描述。然后使用获得的材料参数来模拟和表征微致动器的弹簧行为。使用外部微线圈进行驱动实验。测量了峰值电流为 106 mA、持续时间为 1 至 100 秒的三角电流脉冲的执行器位移，导致位移为 69.1 至 88.9 μ m。观察到执行器的滞后行为，这归因于芯材料的粘弹性和磁性。实验的数值模拟也证明了这种行为。实时退磁和闭环控制的实施可实现高重复性和精确定位。