PEO-LiClO_4与铝阳极键合界面结构及力学性能

利用自制的阳极键合炉实现了PEO-LiClO4与铝的阳极键合,并且采用扫描电子显微镜(SEM)对键合界面进行了观察。结果表明,键合后铝/高分子固体电解质界面处生成了一层厚度约5μm的过渡层,分析认为该过渡层是两者得以焊合的关键。由实验得到的电流-时间的变化过程可以看出,键合区域中的导电离子是由瞬时高密度迁移转向低密度稳态迁移的。利用非线性有限元分析软件MSC.Marc研究了阳极键合件从90℃冷却到室温的残余应力和变形,并且建立了接头应力分析模型,探讨了界面应力场的分布规律,为提高键合质量提供了理论依据。对比翘曲变形前后的形状可知,试件从高温冷却后,上表面中心会向下收缩,边缘的翘曲下降,最大的翘曲发生在试件对角棱线处。模拟分析显示过渡层上等效应力是最大的,因此该层成为阳极键合接头中的薄弱部位。因此,对残余应力和变形进行分析并在此基础上提出缓解的措施是提高阳极键合性能的一个有效途径。