加载速率对SAC系列焊点蠕变性能影响的研究

随着微电子封装技术的不断发展,焊点的形式以及焊点所用无铅钎料的种类愈发繁多,从而使得对焊点力学性能的考察尤为重要。在所有对焊点性能的考察中抗蠕变性能是一项重要的考察项目,本篇文章通过实验和有限元数值模拟两种方法加载速率对焊点抗蠕变性能的影响。对SAC系列钎料焊点进行纳米压痕实验及模拟,获得载荷-深度曲线、时间-深度曲线,以及时间-蠕变速率曲线。结果表明:蠕变的速率并不是恒定的,随着加载速率的增大,钎料的蠕变程度以及蠕变速率依次增大,并逐渐减小,最终趋近于零。     

基于纳米压痕技术的木材胶合界面力学行为

【目的】研究木材胶合界面的静态和动态力学行为,探讨树脂渗透对木材管胞壁层力学性能的影响,为木质复合材料制造工艺优化和增强改性提供理论依据。【方法】采用纳米压痕静态和动态力学测试技术(Nano-DMA),对针叶材火炬松与酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(UF)胶黏剂所形成胶合界面区域各相材料的静态弹性模量、硬度、蠕变性能以及储能模量和损耗模量等力学行为进行分析。【结果】静态力学行为方面,在界面区域,PF和UF渗透进入管胞壁层后,木材管胞壁的弹性模量( E r)和硬度( H )提高;经PF渗透后,木材管胞壁的 E r和 H 分别增加7%和26%;Burgers蠕变力学模型可有效描述胶合界面区域管胞壁的纳米压痕蠕变特性,经树脂渗透后,木材管胞壁的瞬时弹性模量增加,黏弹性模量和黏性系数减小;在保载初期,PF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降60%,UF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降58%。动态力学行为方面,随着加载频率增加,界面材料的储能模量( E ′ r)逐渐增大,而损耗模量( E ″ r)和损耗因子(tan δ)呈减小趋势;当加载频率为10 Hz时,PF和UF树脂渗透使得管胞壁层的储能模量分别增加16%和29%。【结论】胶合界面区域胶黏剂进入管胞壁层,对木材管胞的静态力学性能具有增强作用,同时胶黏剂可提高管胞壁的短期抗蠕变能力;木材管胞壁具有较高的储能模量和损耗模量,而树脂的储能模量和损耗模量较低,经树脂渗透后,木材管胞壁的储能模量增加,但损耗模量和损耗因子呈下降趋势,可能对界面传递和分散应力产生不利影响。     

2种农作物秸秆纤维细胞壁的纳米力学性能

利用纳米压痕仪对2种农作物秸秆纤维细胞壁的纳米力学性能进行研究.结果表明:麦秸纤维细胞壁纵向弹性模量高于稻秸纤维细胞壁纵向弹性模量,其数值分别为20.8和19.4 GPa;2种秸秆纤维细胞壁硬度数值分别为0.65和0.50 GPa.在纳米尺度下,秸秆纤维细胞壁纵向弹性模量低于多数阔叶树材,但高于针叶树材和再生纤维素纤维,其细胞壁硬度的平均值高于木材及再生纤维素纤维.     

纳米压痕技术在木材科学中的应用

纳米压痕技术是在亚微米尺度下决定一种材料机械属性的测试方法。文中对纳米压痕技术的测试原理及其在木材科学中的应用现状进行了较为详细的论述。     

针叶材管胞细胞壁不同壁层的纵向弹性模量和硬度

该文利用原位成像纳米压痕技术研究了针叶材管胞细胞壁不同壁层之间在纵向弹性模量 (MOE) 和硬度方面的差异．结果表明,当压针从细胞壁的纵向压入时,细胞壁变形机制以塑性变形为主;细胞壁纵向弹性模量和硬度在细胞壁厚方向的分布不均匀．S3层与细胞腔交界处、S1层与复合胞间层(CML)交界处的弹性模量和硬度均明显小于次生壁(SW)S2层．此外,相邻管胞次生壁S2层之间的弹性模量和硬度也存在一定差异．ANOVA分析表明,杉木管胞、马尾松管胞次生壁的弹性模量均显著大于复合胞间层,但两者之间的硬度差异不显著．虽然马尾松成熟材管胞次生壁的纵向弹性模量和硬度均大于幼龄材,但差异的程度不同．弹性模量前者比后者约大40％,但硬度只大13％．管胞次生壁和复合胞间层的弹性模量和硬度之间均存在较显著的正线性相关关系．      

竹材蠕变应力指数的确定

对拉伸蠕变与球型压头下的压痕蠕变进行了理论分析,推导出宏观压痕试验得出的压痕蠕变应力指数与单轴拉伸试验得出的蠕变应力指数相等.在此基础上,以毛竹为研究对象,测试了其拉伸蠕变和宏观压痕蠕变,并分析了两者的蠕变行为及其联系.结果表明:竹材拉伸蠕变变形、竹材端面压痕蠕变压痕位移随时间和荷载的增加而增大,弹性段应变与应力呈线性关系;拉伸蠕变试验所测得的蠕变应力指数为1.36,在240、480、720 N的规定试验力下,竹材端面压痕蠕变试验所得的蠕变应力指数为1.47.     

纳米硬度测量的计算机仿真研究进展

综述了纳米硬度测量的计算机仿真国内外研究进展,介绍了纳米硬度测量过程仿真(有限元方法和分子动力学方法)的研究现状等,指出了纳米硬度测量的未来发展趋势。     

木材细胞壁力学试验方法研究进展

对木材细胞壁力学性质研究中零距离拉伸、单根纤维拉伸技术和纳米压痕技术进行概述,分别从滑移与夹持力、试样厚度和试样含水率评述零距拉伸技术,从纤维分离方法、纤维夹紧和定向、单根纤维细胞壁横截面面积测量评述单根纤维拉伸技术,从连续刚度测量法、针尖效应以及原子力显微镜与纳米压痕技术的联用评述纳米压痕技术。通过归纳、总结与展望,提出了该领域的研究重点,以期为木材细胞壁力学研究及其资源的高效利用提供借鉴。     

纳米压痕技术在木质材料细胞壁力学研究中的应用

近年来, 纳米压痕技术作为测试材料微观力学性能的一项重要技术手段发展迅速, 并且已经被引入木质材料研究领域, 成为测试木质材料细胞壁力学性能的有力工具。文中简单介绍纳米压痕技术及其工作原理, 并论述近年来国内外学者利用纳米压痕技术研究木质材料细胞壁力学性能的进展和所遇到的问题, 提出纳米压痕技术在该领域的潜在应用方向, 旨在为木材细胞壁力学性能基础研究与木质材料科学利用提供借鉴。     

木材单根纤维力学性质研究进展

以单纤维力学性能研究的重要性为出发点,综述近年来单纤维力学性能测试的研究进展,针对单纤维拉伸过程中的纤维制备、夹紧、定向、细胞壁横截面面积测量技术、纳米压痕技术以及间接测量的零距拉伸技术进行详细评述,并总结单纤维的纵向弹性模量、抗拉强度以及单纤维的蠕变、断裂、疲劳、扭转特性的研究现状,提出下一步开展单纤维力学研究的建议。