首页 理论教育 力学性能测试:如何检测材料的力学特性?

力学性能测试:如何检测材料的力学特性?

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于纯金属来说,压痕与熔池的宽度具有合适的比例即可;对于具有凝固枝晶的合金来说,压痕大小取决于枝晶的尺寸,如14.3.3节有关温度梯度的内容中介绍的,压痕应在0.4~1.1μ范围之间。进行纳米硬度测试时,其试样厚度要比显微硬度试样薄,而且一旦表面受到污染,就会导致表面硬度与焊缝内部硬度之间出现差异,难以获得准确结果。

力学性能测试:如何检测材料的力学特性?

多年以前,在微电子工业中就已经可以测试直径25μm大小的金属丝焊接接头的力学性能。引线(还有芯片与基体的连接)接头的拉伸或剪切测试技术已经发展得很成熟[69],目前已有成熟的商用测试设备,能够测试非常小的载荷数值,典型的测试范围在0~100mN之间。但是,当接头的几何形状不能满足测试设备的要求时,就会增加测试难度,例如,搭接或是角接接头都有凸台,剪切测试工具可以通过它传递载荷,但对接接头没有,这时就需利用一些胶粘剂、熔化与凝固蜡或其他易熔金属(如伍德金属,一种Bi-Pb-Sn-Cd共晶体)来将载荷传递到工件上。这种测试技术还有待于进一步改进,其实施的难易程度主要取决于被测试工件的尺寸,如果被测的两个部件尺寸都很小,那么测试难度将会急剧增加(与引线键合不同,在基体上连接,其工件尺寸一般都较大,还比较容易夹持)。对于比较脆的被焊工件,当其与多个部件连接在一起后,负载路径得到加强,反而会提高其耐用性;但也可能出现相反情况,如果在加载时外部载荷的力臂变大(如焊件的长度增加一倍),则耐用性会急剧下降,即使是强度最高的微连接焊缝,凭借其尺寸优势也只能承载几分钟。例如,一个拉伸强度为690MPa母材上直径为100μm的焊点,只能承受2.7N的剪切力。对于更低强度的母材和更小尺寸的焊点来说,其承载能力还会下降。显然,微操作也是机器人技术研究的一个活跃领域,如将工件放置到待焊位置、无损伤无污染地拾取工件、将工件从初始位置运送到最终位置、最后放下工件等动作,都是需要深入研究的内容。

如果技术不过关,在测试微小尺寸工件的硬度值时也会出现同样的问题。显微硬度测试技术在很多年前就已经开始应用,纳米硬度测试技术十年前也开始普及,这两项技术都可以进行自动化操作。但是,样件的准备对这两种测试技术来说都是一个难点。这两种硬度测试方法都只能在抛光好的光滑表面上进行,如果用其测试凝固态表面的硬度,选择的测试技术必然会在表面产生压痕,而且压痕要小于材料的表面粗糙度,可根据工件整体尺寸和凝固特性来确定。对于纯金属来说,压痕与熔池的宽度具有合适的比例即可;对于具有凝固枝晶的合金来说,压痕大小取决于枝晶的尺寸,如14.3.3节有关温度梯度的内容中介绍的,压痕应在0.4~1.1μ范围之间。进行纳米硬度测试时,其试样厚度要比显微硬度试样薄,而且一旦表面受到污染,就会导致表面硬度与焊缝内部硬度之间出现差异,难以获得准确结果。(www.xing528.com)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈