多晶Cu中Young's模量和硬度与晶体取向的关系

采用纳米压入(nanoindentation)和电子背散射衍射(EBSD)技术对多晶Cu样品多个晶粒进行了微观力学性能表征和晶体取向分析.结果表明,Young's模量随晶粒表面法向方向<hkl>与<111>和<001>最小夹角的变化有明显的规律:<hkl>越接近<111>,其Young's模量越大;<hkl>越接近<001>,其Young's模量越小;而Young's模量随<hkl>与<110>最小夹角的变化无明显规律.硬度随<hkl>与<111>,<110>和<001>最小夹角的变化均无明显规律.通过理论计算讨论了上述规律性.

双模量泡沫材料等效弹性模量的细观力学估算方法

目前常用的泡沫材料力学模型均不能反映出该材料的拉压双模量效应。因此,本文在分析泡沫材料拉、压变形力学机制的基础上,建立了一种可以反映泡沫材料拉压双模量效应新的细观力学模型,分别推导了泡沫材料等效拉伸和等效压缩Y oung′s模量的估算公式。此外,本文通过泡沫材料的单向拉伸、压缩试验,完成了泡沫材料拉压双模量效应的试验验证。估算公式的预测与试验结果的比较表明:理论估算公式的计算结果满足工程所要求的精度。

纳米压痕法测量Sn-Ag-Cu无铅钎料BGA焊点的力学性能参数

对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅体钎料和Sn-4.0Ag-0.5Cu无铅钎料BGA(ball grid array)焊点进行了Berkovich 纳米压痕法实验,通过改变不同的加载速率研究了钎料的蠕变特征.钎料压痕载荷-位移曲线蠕变部分表现出了明显的加载速率相关性.基于Oliver-Pharrr法确定的体钎料和BGA焊点的Young’s模量分别为9.3和20 GPa.基于压痕做功概念确定的体钎料和BGA焊点的应变速率敏感指数分别为0.1111和0.0574.钎料的力学性能有着明显的尺寸效应.

ECAP温变形高碳珠光体钢中亚微米级铁素体的力学性能

采用多道次ECAP温变形实现了高碳珠光体钢组织的超细化,利用透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)观察了变形前后珠光体的演变情况,并用纳米压痕技术表征了铁素体相的纳米力学性能。结果表明:经历大应变温变形之后,制备出了晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(铁素体+粒状渗碳体),珠光体的组织形态发生由二维层片状向三维等轴状的转变;等轴状亚微米级铁素体相的纳米压痕硬度和Young’s模量分别为4.4 GPa和200 GPa,都略高于原始珠光体组织,当压痕深度超过100 nm之后,纳米压痕硬度呈现出明显的基底效应,而Young’s模量则趋于一致,对基底效应不敏感。

PZT陶瓷材料低温相变的内耗测量

通过差热分析(DSC)、内耗以及Young’s模量等测量了PZT铁电陶瓷材料的相变行为.结果表明,在261和225 K各出现一个内耗峰.前者与DSC探测到的峰温一致,对应于从四方到单斜的一级相变;后者峰形不对称,对应的Young’s模量有突变,但在DSC上无反映,这可能与界面的运动有关,即与相变的稳态内耗有关.

弛豫铁电体Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3的相变

测量了(1-x％)镁铌酸铅-x％钛酸铅(1≤x≤11)(简称PMNTx)陶瓷样品的介电常数、内耗和Young’s模量.观测到在Tm温度附近,即在介电常数达到最大值时,出现一个内耗峰,并且模量发生软化.这反映了极化纳米微畴的弛豫.对于PMNTx(5≤x≤11)的样品,在Tm温度以下的某个温度出现附加的内耗峰和Young’s模量的异常,表明样品中发生了自发的弛豫铁电到铁电(简称R—F)的相变.对R—F相变的机制进行了讨论.

(Nb,Ti)C在轧后卷取中的析出及对铁素体相微观力学特征的影响

以复合添加Nb和Ti的微合金钢为研究对象,采用热模拟、显微硬度、透射电镜以及纳米压痕技术等方法对实验钢在连续冷却条件下和卷取过程中的冷却速率对组织演变及显微硬度的影响进行观察和分析,研究了(Nb,Ti)C在卷取中的析出规律及其对铁素体相微观力学性能的影响.结果表明,连续冷却和卷取过程中的冷却速率的增加都能促进Nb-Ti实验钢从铁素体+珠光体组织向贝氏体组织转变,细化铁素体晶粒.在连续冷却条件下,实验钢的显微硬度随着冷却速率的增加逐渐升高,而在卷取过程中由于较小冷却速率能够促进(Nb,Ti)C在铁素体中的形核和长大使得铁素体中存在大量均匀弥散分布的纳米析出物,提高了基体的强度,因此随着卷取过程中冷却速率的增加实验钢的显微硬度呈现降低的趋势.Nb-Ti实验钢中铁素体相的纳米硬度为4.13 GPa,Young's模量为249.3 GPa,普通C-Si-Mn钢铁素体相的纳米硬度为2.64 GPa,Young's模量为237.4 GPa,纳米析出物对铁素体相的纳米硬度的贡献达到1.49 GPa.