MEMS材料力学性能的测试方法

介绍国内外MEMS(micro-electro-mechanical system)材料力学性能的测试方法,包括纳米压痕法、薄膜打压法、梁弯曲试验、微拉曼光谱法、单轴拉伸法等。分析各种测试方法的优缺点、基本原理和最新进展。详细介绍单轴拉伸试验方法的试验原理、特点及发展现状,在此基础上介绍作者们在MEMS材料单轴拉伸试验方面的阶段性研究成果,包括单轴拉伸试样设计、夹具设计、加载方法及应变测量技术等。试样和夹具的设计采用有限元方法模拟不同形状参数试样的拉伸试验过程,确定试样的外形和尺寸。应变测量采用的是激光干涉应变计法(interference strain/displacement gauge,ISDG),并用所研制的微小试样拉伸试验机,成功测得多晶铜薄膜材料的应力—应变曲线。

激光焊接铸造纯钛焊缝薄膜材料的力学性能研究

目的:应用激光干涉应变计法研究激光焊接铸造纯钛焊缝薄膜材料的力学性能。方法:将激光焊接后的纯钛板按焊缝距离的不同分为0.00、0.25、0.50 mm焊接组和对照组(无焊接),把焊接后的纯钛板和母材线切割成小试样(60 mm×20mm×1 mm),X线探伤筛选后,对合格小试样运用激光干涉应变计法进行拉伸试验,测定材料的抗拉强度并得出应力、应变曲线。结果:随着焊缝距离的增大,3组试样抗拉强度分别为(492.16±33.19)MPa、(488.09±43.18)MPa、(558.45±10.80)MPa,与母材抗拉强度(532.15±11.62)MPa无显著性差别(P>0.05)。0.00 mm焊缝焊接组与0.25 mm焊缝焊接组拉伸过程中无明显颈缩,拉伸应力、应变曲线显示其塑性形变量明显减少,延伸率显著下降。0.5 mm焊缝焊接组焊件变形较大,拉伸过程中颈缩明显,拉伸应力、应变曲线显示其塑性形变量减少,延伸率下降。结论:焊缝薄膜材料的抗拉强度与母材无显著性差异,但塑性形变量和延伸率均不及母材。焊接过程中焊缝间隙较小时容易出现脆性断裂;焊接间隙较大时焊接精度随之下降。