三角帆蚌贝壳的微结构及尺寸变化特征

天然生物经历了亿万年的不断进化,已经形成了近乎完美的结构。天然生物材料结构的研究是仿生研究的基础,本文以三角帆蚌贝壳为研究对象,利用SEM和AFM,描述了三角帆蚌贝壳的微结构特征,包括其角质层、棱柱层、珍珠层及界面和晶带的形貌,揭示文石晶片及各层间的尺寸变化规律。研究表明:角质层内部分布大量裂纹,珍珠层与棱柱层无明显过渡界面,珍珠层内发现条状晶带结构缺陷;贝壳壳体和珍珠层厚度随0生长线向外呈现先增大后减小的变化趋势,且单层文石晶片的厚度不均,最厚处可达最薄处的2倍多。对三角帆蚌贝壳的结构进行了深入研究,为其优异的力学性能提供了理论依据,为未来的仿生结构设计提供了新思路和新想法。      

多场耦合条件下Cu/SnBi-xSm/Cu微焊点界面IMC生长行为的研究

采用超声协振复合钎焊技术制备Cu/Sn58Bi-x Sm/Cu微焊点,并通过自主研发的多场耦合时效装置,进一步研究在热场、电场、磁场和力场的四维多场耦合条件下,微焊点界面IMC(intermetallic compound)的微观组织变化和力学行为。结果表明:严酷多场耦合条件下,钎焊焊点热端IMC层逐渐变厚,其形状趋于平整;冷端逐渐变薄,其形状呈现出锯齿状。当添加的Sm含量为0.05%时,微焊点表现出良好的力学性能。随着多场耦合作用时间的增加,焊点的抗拉强度均有所下降,且拉伸断口的解理台阶变宽,气孔、夹杂数量增加,小裂纹发展为大裂纹,其数目也增多。