纳米压痕法测量80Au/20Sn焊料热力性能

采用恒加载速率/载荷纳米压痕试验测量了25,75,125及200℃下80Au/20Sn焊料的热力性能.结果表明,加载速率、施加载荷和温度对压痕载荷位移曲线影响显著;80Au/20Sn焊料具有较强的加载速率敏感性,显著的尺寸效应,125和200℃下出现了明显的\     

纳米压痕法测量锌铝钎料的室温蠕变应力指数

利用纳米压痕技术,采用恒加载速率法,研究了Zn-22Al和Zn-22Al-0.03Ti钎料的室温蠕变行为,并对相关数据进行了测量和计算.结果表明,室温时任一载荷条件下保载时,钎料均发生了明显的蠕变行为.其中Zn-22Al-0.03Ti钎料的压入深度和蠕变位移均小于Zn-22Al钎料,最大差值分别为15.68％和26.87％.相同保载时间不同载荷保载时,两种钎料的蠕变位移均有较大差异.通过拟合计算分别获得了两种钎料室温时的蠕变应力指数,Zn-22Al-0.03Ti较Zn-22Al提高了35.79％.分析认为,Ti元素的添加导致了Zn-22Al钎料晶粒的细化,从而产生了更多的晶界是导致钎料室温抗蠕变能力提高的主要原因.     

纳米压痕法测量Ti6Al4V钛合金室温蠕变应力指数

主要通过恒加载速率纳米压痕法的保载阶段测量了Ti6Al4V钛合金在室温下的蠕变应力指数n。通过给金刚石Berkovich压头施加不同的加载速率使其达到不同的最大载荷,观察加载速率和最大载荷对实验结果的影响。在最大载荷下,给压头保载5 min,通过保载过程中材料的压痕应变率和硬度之间的关系得到了该材料在常温下的蠕变应力指数n。结果表明,在特定范围内加载速率和最大载荷的变化对实验结果的影响微乎其微,可以忽略不计。最终测得Ti6Al4V钛合金在室温下蠕变应力指数的分布范围为7.0513~7.216。     

平头压痕试验结合有限元法确定材料蠕变参数

对LY12CZ材料进行了压痕蠕变和单轴拉伸蠕变试验.通过有限元方法,对压痕蠕变试验进行了模拟.通过压痕蠕变试验结合有限元的方法,确定了材料的蠕变参数,其中应力指数nmI=nI=4.894,蠕变常数c'mI=5.780×10-19s-1MPan.从以上的研究中发现,由单轴蠕变试验(nm和cm)和压痕蠕变试验结合有限元(n'mI和c'mI)分别得出的蠕变参数是一致的,而且最重要的是压痕蠕变指数与材料的蠕变指数是相等的,nm=nI.     

氢对不锈钢纳米压痕蠕变的影响

用纳米力学探针研究了氢对316不锈钢单晶纳米压痕蠕变的影响.结果表明,当可扩散氢浓度(Co≥9.7×10-6后,原 子氢能使室温饱和蠕变位移升高近一倍.室温除气后,其蠕变曲线和充氢前的曲线基本一致.这种可逆性表明,氢促进蠕变是由扩 散氢引起的.当Co≥50.4×10-6后,在室温时效过程中会形成α'马氏体和微裂纹,α'马氏体的饱和蠕变量比奥氏体要小.当 Co=174.4×10-6时,充氢过程中就出现α'马氏体, γ +α'复相组织的氢致蠕变位移升高明显比单相γ要小.     

基于纳米压痕法分析无铅焊点内Cu6Sn5金属化合物的力学性能

采用纳米压痕技术对微电子封装中无铅焊点内界面化合物(IMC) Cu6Sn5的弹性模量和硬度进行了测试.根据实际工业工艺流程和服役工况,制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样;采用扫描电镜(SEM)和能量色散X射线荧光光谱仪(EDX)确定IMC的形貌和化学成分;利用连续刚度测量(CSM)技术,采用不同的加载速率对无铅焊点(Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag)内的界面化合物Cu6Sn5进行测量,得到载荷、硬度和弹性模量-位移曲线.根据纳米压痕结果确定Cu6Sn5的蠕变应力指数.     

纳米压痕技术在工程材料研究中的应用

纳米压痕技术具有高灵敏度、操作简单等优点,可以在微纳尺度上获得块体材料、薄膜以及涂层等的多种力学性能参数。尤其随着材料基因组技术的推广,其将成为应用越来越广泛的力学性能表征方法。本研究介绍了纳米压痕技术的Oliver-Pharr方法原理,以及其在载荷-位移、硬度、弹性模量、断裂韧度、蠕变性能、残余应力、纤维界面性能表征方面的应用。在使用过程中仍存在一些问题需要注意和进一步研究:纳米压痕技术获得的力学性能参量需要考虑其测试模型的适用性;材料表面加工过程需要很高的技术及一致性,以最大减小甚至消除材料表面状态及物理特征对测试结果准确性和重复性的影响;由于测试位置较难精确定位,标准压头外形尺寸存在偏差以及设备本身的热漂移,纳米压痕测试重复性差。     

Zr基块体金属玻璃蠕变行为的纳米压痕研究

在本工作中,通过纳米压痕实验研究了加载速率和保载时间对(Zr0.6336Cu0.1452Ni0.1012Al0.12)97.4Er2.6块体金属玻璃（BMG）的蠕变变形行为的影响。实验结果表明,合金试样的蠕变位移随着加载速率或保载时间的增加而增大。另一方面,合金样品的硬度（H）也随着加载速率或保载时间的增加而降低。合金试样在纳米压痕过程中具有尺寸效应,合金试样的硬度随着压痕深度的增加而降低。合金试样在纳米压痕过程中具有锯齿流动现象,并且该现象具有速率依赖性。具体而言,随着加载速率的减小,锯齿流动现象更加明显。合金试样的蠕变应力指数随着加载速率或保载时间的增加而减小。     

基于纳米压痕法分析无铅焊点内Cu6Sn5金属化合物的力学性能

采用纳米压痕技术对微电子封装中无铅焊点内界面化合物（IMC）Cu₆Sn₅的弹性模量和硬度进行了测试。根据实际工业工艺流程和服役工况,制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样;采用扫描电镜（SEM）和能量色散X射线荧光光谱仪（EDX）确定IMC的形貌和化学成分;利用连续刚度测量（CSM）技术,采用不同的加载速率对无铅焊点（Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag）内的界面化合物Cu₆Sn₅进行测量,得到载荷、硬度和弹性模量-位移曲线。根据纳米压痕结果确定Cu₆Sn₅的蠕变应力指数。     

时效处理对Al-Al2Cu共晶合金纳米压痕蠕变的影响

利用X射线衍射仪和光学显微镜分析了Al-Al₂Cu共晶合金经过不同时效处理后α-Al层和Al₂Cu层的微观结构以及纳米压痕蠕变性能的演变规律。结果发现,在273℃下经过不同时效时间处理后,共晶合金中有块状Al₂Cu相形成,并随着时间的延长数量增多。在195℃和273℃下经过不同时效时间处理后,α-Al层和Al₂Cu层的蠕变应力指数和热激活体积的变化均发生改变,证明了共晶合金的高温服役环境下变形抗力由Al₂Cu层主导。     

多晶铜膜纳米压入蠕变性能

在JGP560V磁控溅射镀膜设备上镀制多晶铜膜,利用纳米压入技术测量了其室温下的蠕变性能.结果表明:由于不同加载方式下,材料加工硬化程度的不同造成了应力指数的差异,因而,不同加载方式对测得的铜膜蠕变应力指数有比较大的影响;由于材料在高载荷时在压头下端产生更多的位错,阻碍了压头的压入,使蠕变率降低,因而,随着保载载荷的升高,蠕变应力指数变大.     

低银SnAgCuBi-xNi/Cu焊点塑性及蠕变性能

借助纳米压痕方法,基于压痕做功和压痕蠕变的原理,对SnAgCuBi-xNi/Cu(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)低银焊点的塑性和抗蠕变性能进行了研究.结果表明,在SnAgCuBi-xNi/Cu焊点中,Ni元素含量为0.05%和1%,焊点的硬度和塑性提高,抗蠕变性能变化不明显,Ni元素含量为0.15%和0.2%,焊点的硬度和抗蠕变性能提高,但焊点塑性下降.Ni元素的添加有利于提高SnAgCuBi/Cu焊点的高温稳定性.在150℃下经400 h老化,焊点的抗蠕变性能随着Ni元素含量的增加而增强,含镍焊点的硬度均高于SnAgCuBi/Cu焊点,Ni元素含量为0.1%的焊点塑性最好.     

加载速率和峰值载荷对DD407镍基单晶高温合金纳米压痕蠕变行为的影响

在加载速率500～6000 uN/s和峰值载荷4000～12000 uN的条件下进行纳米压痕蠕变实验,研究DD407镍基单晶高温合金在室温下的蠕变行为.结果表明:DD407镍基单晶高温合金具有良好的蠕变抗力性能,但其蠕变性能对加载速率和峰值载荷敏感.依据Findley模型,得到拟合的蠕变参数随着加载速率和峰值载荷的增加...     

铸态ZA27合金的压蠕变行为

采用自制的实验装置研究了铸态ZA27合金在常温及高温时的压蠕变行为。在温度为20～160℃和压应力为50～137．5MPa的范围内，随温度和应力的升高，合金的压蠕变量增大，稳态蠕变速率的对数分别与应力和温度的对数曲线有较好的线性关系，稳态蠕变速率符合半经验公式。在不同的温度下，应力指数n相近，平均值为3．87；不同的应力下，表观激活能Qa相差不大，平均值为83．73kJ／mol，材料结构常数A为0．002，稳态蠕变速率由锌的点阵扩散和位错的攀移所控制。     

AZ80镁合金的高温拉伸变形行为

采用拉伸至断裂实验,在温度为300、350、400和450℃,应变率分别为10~（-2）和10~（-3）S~（-1）条件下,研究AZ80镁合金的拉伸行为。并采用变化应变率拉伸实验在5×10弓至2×10~（-2）S~（-1）的应变率范围内进行变形机制研究。结果表明：该材料在400和450℃下具有超过100％的高伸长率,其应力指数为4．29,变形激活能为149．60kJ／mol。初始细晶粒在均匀变形区的高温变形中较为稳定,其变形机制为晶界滑移和位错攀移蠕变的竞争机制。基于该机制所建立的数学模型的模拟结果与实验数据吻合。     

Effect of Zr on behavior of compressive creep in as cast ZA27 alloy

1　INTRODUCTIONAmongzinc aluminumcastalloy ,ZA2 7alloyex hibitsattractivephysicalandmechanicalpropertiescombinedwith goodfrictionandwearresistance ,makingitabearingalloyreplacementofsomecopperalloys[1,2 ] ,alsothisalloytendstobeusedwidely .Butsomepropertiesofthisalloywhichmustbetakenintoaccountarecomparativelylowresistancetocreepde formation ,poorstrengthatmoderatelyelevatedtem peratures[35] .Additionofsomemodifyingelements ,suchasZr ,Mn ,Li,canindeedimprovetensilestrengthofthealloyatroo…