某型号陶瓷的高温力学性能测试
LTCC基板装配过程中的开裂失效研究
电子质量2017年第05期(总第362期)作者简介：赵海龙(1985-)，男，工程师，硕士，从事电子产品质量检测与可靠性研究工作。
0引言自从20世纪90年代以来，LTCC 技术飞速发展，应用LTCC 技术制造出来的多层基板具有良好的导热性、优异的高频特性、高集成特性和高可靠性。
目前，LTCC 基板已经广泛应用于制造高密度、高可靠性电路，应用领域涉及射频和微波、移动通信、汽车电子、医疗电子及MEMS 领域等[1-2]。
LTCC 基板在使用时要与特定的硅铝盒体装配在一起，配合芯片、元器件、隔筋、外围电路和接头等组成具有一定功能的模块或组件。
其中芯片和元件采用粘接或焊接工艺安装在LTCC 基板上。
隔筋部件是一个结构外型较为复杂的结构和功能一体化构件，作为结构和功能部件既对力学性能有要求，也要求具有电磁屏蔽功能[3]。
某四通道组件装配两个某型号LTCC 陶瓷基板，基板焊接到硅铝盒体底部，基板表面用导电胶粘接两个铝合金隔筋。
基板在组件中的整体装配及隔筋形貌如图1所示。
图1组件整体装配示意图1故障现象基板焊接到盒体底部，装配好芯片和隔筋后，装配完成的136只基板中测试发现10只连通性能出现问题，其中3只基板通过键丝补救后继续使用。
随后将测试性能合格的64个组件(128只LTCC 基板)投入筛选试验，试验条件为随机振动-温度循环(-55℃~70℃，12次)-LTCC 基板装配过程中的开裂失效研究The Cracking Failure Study of LTCC Substratesin Assembly Process赵海龙,尹丽晶,彭浩,任赞（中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051）Zhao Hai-long,Yin Li-jing,Peng Hao,Ren Zan (The 13th Research Institute of CETC,Hebei Shijiazhuang 050051）摘要：针对LTCC 基板在装配过程中产生的开裂现象，进行了故障定位。
高温陶瓷材料的力学性能测试
高温陶瓷材料的力学性能测试随着科学技术的不断发展，高温陶瓷材料已经越来越广泛地应用于各个领域，如航空航天、能源、电子等。
然而，高温下的工作环境对这些材料的力学性能提出了极高的要求。
因此，了解和测试高温陶瓷材料的力学性能显得尤为重要。
在研究高温陶瓷材料的力学性能之前，我们首先需要了解一些相关的基础知识。
高温陶瓷材料是指在高温条件下具有良好稳定性的陶瓷材料，其耐高温性能可以达到1000℃以上。
与传统的陶瓷材料相比，高温陶瓷材料具有更优异的机械性能、耐磨性能和耐蚀性能。
这些特点使得高温陶瓷材料成为了许多高温工作环境下的首选材料。
为了测试高温陶瓷材料的力学性能，人们通常采用多种方法，其中最常见的方法之一是压缩试验。
压缩试验是一种通过施加外力使材料产生压缩变形的测试方法。
这种方法能够直接测量材料在不同温度下的压缩应力、应变以及应力-应变曲线，从而评估材料的力学性能。
另外，人们也常使用一种称为三点弯曲试验的方法来评估高温陶瓷材料的力学性能。
这种方法通过在材料的两个支点之间施加外力，使材料产生弯曲变形，从而获得材料在高温下的弯曲强度、弹性模量等性能参数。
相比于压缩试验，三点弯曲试验更适用于需要考虑材料在高温下的弯曲性能的实际工程。
除了以上两种测试方法，我们还可以通过击穿试验来测试高温陶瓷材料的力学性能。
击穿试验是将材料置于一个外部电场中，逐渐增加电场强度，直至材料发生击穿破坏的测试方法。
这种方法能够评估材料在高温下的击穿强度和击穿电场强度等相关性能。
为了更准确地测试高温陶瓷材料的力学性能，我们还需要使用一些先进的测试设备，比如高温拉伸机、高温压力机和高温硬度计。
这些设备能够保证在不同温度条件下对高温陶瓷材料进行力学性能测试的准确性和可靠性。
总而言之，高温陶瓷材料的力学性能测试对于了解和评估这类材料的性能非常重要。
通过采用压缩试验、三点弯曲试验和击穿试验等方法，以及先进的测试设备，我们可以全面了解高温陶瓷材料在高温条件下的力学行为，并为材料的应用和优化提供有力的支持。
陶瓷制品成型机械性能测试考核试卷
4. ABC
5. ABCD
6. ABC
7. ABCD
8. ABCD
9. ABC
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABCD
18. ABCD
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.注浆成型
2.耐用性、耐热性、绝缘性
10.在陶瓷砖的质量评定中，功能性性能包括______、______和______等指标。（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.陶瓷制品的压制成型工艺中，压力越大，制品的密度越高。（）
2.陶瓷材料的抗折强度与其硬度成正比关系。（）
3.陶瓷砖的吸水率越高，其抗冻性能越好。（）
6.陶瓷制品在烧成过程中，______和______是导致开裂的主要原因。（）
7.陶瓷砖的耐污染性测试中，通常使用的污染物包括______、______和______等。（）
8.陶瓷砖的环保性能测试中，需要关注的有害物质包括______、______和______等。（）
9.陶瓷砖的尺寸稳定性测试中，主要考察的指标是______和______。（）
C.烧成温度控制不当
D.材料粒度分布均匀
11.测量陶瓷砖弯曲变形的试验设备是？（）
A.抗折试验机
B.冲击试验机
C.扭转试验机
D.拉伸试验机
12.陶瓷制品在烧成过程中，哪种因素不会影响其机械性能？（）
A.烧成温度
B.烧成时间
C.窑炉气氛
D.制品颜色
医疗器械物理实验报告
实验名称：医疗器械力学性能测试实验目的：1. 了解医疗器械力学性能测试的基本原理和方法。
2. 掌握医疗器械力学性能测试仪器的操作方法。
3. 分析医疗器械在不同力学条件下的性能表现。
实验时间：2023年4月15日实验地点：医疗器械力学性能测试实验室实验器材：1. 医疗器械力学性能测试仪2. 标准试件3. 记录仪4. 秒表5. 计量器6. 计算器实验原理：医疗器械的力学性能是其质量保证的重要指标之一。
力学性能测试主要包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。
本实验通过测试医疗器械的力学性能，了解其在不同力学条件下的表现，为医疗器械的设计、制造和检验提供依据。
实验步骤：1. 标准试件准备：根据医疗器械的规格，准备相应的标准试件，确保试件尺寸符合测试要求。
2. 设备调试：打开医疗器械力学性能测试仪，进行设备调试，确保测试仪器的准确性。
3. 试件安装：将标准试件安装到测试仪器的夹具上，确保试件与夹具紧密接触。
4. 数据采集：设定测试参数，如加载速度、测试次数等，开始测试。
记录试件在拉伸过程中的最大载荷、断裂载荷、断裂伸长率等数据。
5. 数据处理：将采集到的数据进行整理、计算，得出医疗器械的力学性能指标。
实验结果与分析：1. 弹性模量测试：通过测试医疗器械的弹性模量，可以了解其在受力时的弹性变形能力。
本实验中，某型号医疗器械的弹性模量为2.5×10^6 Pa，符合国家标准要求。
2. 屈服强度测试：屈服强度是医疗器械承受最大载荷而不断裂的能力。
本实验中，某型号医疗器械的屈服强度为3.0×10^5 Pa，达到国家标准要求。
3. 抗拉强度测试：抗拉强度是医疗器械承受最大载荷而不断裂的能力。
本实验中，某型号医疗器械的抗拉强度为3.5×10^5 Pa，符合国家标准要求。
4. 断裂伸长率测试：断裂伸长率是医疗器械在拉伸过程中发生断裂时的伸长程度。
本实验中，某型号医疗器械的断裂伸长率为15%，符合国家标准要求。
陶瓷材料的高温力学性能与高温应变行为
陶瓷材料的高温力学性能与高温应变行为在现代工业生产中，陶瓷材料作为一种重要的工程材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
高温力学性能与高温应变行为是评价陶瓷材料性能的重要指标之一。
高温力学性能指材料在高温条件下的力学行为，包括抗拉强度、抗压强度、弹性模量、热膨胀系数等。
陶瓷材料的高温力学性能与其晶体结构、组织结构以及化学成分密切相关。
首先，晶体结构对陶瓷材料的高温力学性能有着重要影响。
陶瓷材料晶体结构的稳定性决定了其在高温下的力学性能表现。
例如，硼化硅陶瓷材料由于具有特殊的六方结构，使得其在高温下表现出优良的力学性能和高温稳定性。
其次，组织结构对陶瓷材料的高温力学性能也起到至关重要的作用。
陶瓷材料通常由多个晶粒组成的晶界构成，晶界在高温下容易发生晶界扩散，从而影响材料的高温力学性能。
对于微晶陶瓷材料来说，其具有较小的晶粒尺寸和较多的晶界，因此其高温力学性能相对较好。
此外，化学成分也对陶瓷材料的高温力学性能产生着重要影响。
化学成分的选择可以调控材料的晶体结构、组织结构以及化学反应活性，从而直接影响材料的高温力学性能。
例如，氧化铝陶瓷材料由于具有良好的抗化学腐蚀性能和高耐磨性，广泛应用于高温炉窑中。
除了高温力学性能，高温应变行为也是评价陶瓷材料性能的重要指标之一。
高温应变行为包括高温蠕变性能和高温断裂性能。
高温蠕变性能指材料在高温下承受恒定应力长时间变形的能力。
陶瓷材料在高温下容易发生蠕变现象，即在恒定应力下随时间的推移逐渐变形。
陶瓷材料的蠕变行为与其晶体结构、组织结构以及温度、应力等因素密切相关。
对于蠕变行为好的陶瓷材料来说，其在高温条件下能够保持较好的形状稳定性和力学性能。
高温断裂性能指材料在高温下承受应力时的断裂行为。
陶瓷材料在高温下容易出现断裂现象，其断裂行为与其晶界结构、缺陷形态、应力状态以及温度等因素密切相关。
对于断裂性能好的陶瓷材料来说，其能够在高温下保持较好的强度和韧性，并具有较高的破坏韧性。
氮化硅陶瓷材料
氮化硅陶瓷材料Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】摘要氮化硅陶瓷是一种具有广阔发展前景的高温、高强度结构陶瓷，它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能，已被广泛应用于各行各业。
本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性质，综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和国内外现代制造业中的应用，并展望了氮化硅陶瓷的发展前景。
Abtract：Silicon nitride ceramic is a broad development prospects of high temperature, high strength structural ceramics, it has high strength, thermal shock stability, high temperature fatigue toughness, high bending strength, wear resistance, oxidation resistance,corrosion resistance and good performance of high performance, has been widely used in all walks of life. This paper introduces thebasic properties of silicon nitride ceramics, reviews the fabricating technique of silicon nitride ceramics at home and abroad and modern manufacturing industry in the application, and looks forward to the development prospect of silicon nitride ceramics.氮化硅陶瓷材料关键词氮化硅陶瓷性能制备工艺应用Key words properties of silicon nitride ceramic preparation process and Application1.前言随着现代科学技术的发展，各种零部件的使用条件愈加苛刻（如高温、强腐蚀等），对新材料的研究和应用提出了更高的要求，传统的金属材料由于自身耐高温、抗腐蚀性能差等弱点已难以满足科技日益发展对材料性能的要求，现亟待开发新材料。
理化分析
不同的物体对各种不同波长的光的反射、吸收及透过程度不同，反射方向也不同，就产生了各种物体不同颜色(不同白度)、光泽度是指物体受光照射时表面反射光的能力，通常以试样在镜面方向的反射率与标准板表面的反射率之比来表示硬度是衡量材料力学性能的一项重要指标，它是指材料的表面层抵抗外力进入其中的能力维氏硬度Hv=1.8544P/d2抗压强度—试样单位面积上所能承受的最大压力。
抗折强度—试样受到弯曲力作用到破坏时的最大应力。
它是用试样破坏时所受弯曲力矩(N•m)与被折断处的断面模数(m^3)之比来表示。
陶瓷的热稳定性(抗热震性) ，是陶瓷材料耐受温度剧列变化而不破坏的能力线膨胀系数温度每升高1℃时单位长度上所增加的长度，单位为cm/cm•℃耐受电压样品在一定电压作用下,在规定的时间内没有发生击穿的电压值和时间。
由瓷介质组成的电容器的电容Cx与同样电极结构形式的真空电容器的电容C0的比值，称为相对介电常数ε陶瓷等绝缘介质在电场作用下，由于极化、漏导电流等各种因素造成电能损耗转换成热能散失的现象，称为介质损耗磁化率对于弱磁性材料，磁化强度M与外磁场强度H成正比，即M = k H k为材料的磁化率。
比色分析法使某种光线分别透过标准溶液和被测溶液，通过比较两者颜色的强度，决定被测物质在溶液中含量或浓度的方法。
白度测量的影响因素陶瓷产品釉面光学性质十分复杂。
陶瓷产品在可见光区的反射率不高(60%~75%之间) ，均匀性又很差，不同型号的仪器，其光源、滤光片、投射和接收方式、接收器等在设计上有差异（由漫反射决定）影响维氏硬度测定结果的因素及改进措施(1) 试验力即所施加的负荷，仪器的系统误差，测试者施加力的熟练程度，环境因素(2) 压痕对角线的测量；试片的表面状态，测试者施加力的熟练程度，读数方式；改进措施(1)选择平整光洁的试片；(2)压痕部位无釉泡缺陷；(3)选择6个以上的测试点。
(1) 选择合适的负荷；(2) 准确把握保荷时间；(3)加荷速度(一般均速0.20mm/s)；(4) 准确调节显微镜焦点。
特陶题库及答案案
流延成型：将粉体加入粘合剂混合成浆料，再把浆料放入流延机的料斗中，流经薄膜载体上，形成膜坯。
梯度陶瓷材料：在同一材料内不同方向上由一种功能逐渐连续分布为另一种功能的材料称为梯度材料。
生物活性陶瓷：能在材料界面上诱发特殊生物反应，从而在材料和组织间形成化学键性结合的生物陶瓷。
功能陶瓷：指具有电、磁、光、超导、声、生物、化学（答出7个中的5个）等及其功能转换的陶瓷。
压电陶瓷：由机械能转变为电能或电能转变为机械能的某些陶瓷微裂纹增韧：陶瓷材料中存在许多小于临界尺寸的微纹，这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的，但大的裂纹在扩展中遇到这些裂纹时，使扩展裂纹转向，吸收能量，起到提高韧性的作用，称为微裂纹增韧。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，从而使坯体质量增加，孔隙减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
PTC陶瓷：具有正的温度系数的陶瓷材料（或随温度升高，陶瓷材料的电阻率增大的陶瓷材料）热释电陶瓷：因温度而引起表面电荷变化的陶瓷（某些陶瓷）。
表面强化韧化：由于氧化锆四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀，从而使表面产生压应力，起到强化和韧化的作用。
低膨胀陶瓷材料：指膨胀系数的绝对值小于2×10-6/℃的陶瓷材料。
敏感陶瓷材料：当作用于由这些材料制造的元件上的某一个外界条件，如温度、压力、湿度、气氛、电场、光及射线等改变时，能引起该材料某种物理性能的变化，从而能从这种元件上准确迅速地获得有用的信号。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，坯体质量增加，孔隙率减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
压电效应：向压电陶瓷施加机械应力或电场后，在压电陶瓷的表面出现电荷或陶瓷沿极化方向发生形变，这种现象称为压电效应。
PTC效应：正温度系数效应，即陶瓷材料的体积电阻率随温度升高而升高的特性。
具缓变型、突变型等等。
人工极化：人工极化就是在电场作用下使材料内的电畴沿电场方向取向的过程，其结果是材料内部的正负电荷中心产生偏离而出现极化。
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某型号陶瓷的高温力学性能测试
作者： 作者单位： 苏飞， 卢子兴， 熊吉 北京航空航天大学固体力学研究所，100191
本文链接：/Conference_7712307.aspx
一己Ｉ考 １日
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陶瓷或陶瓷复合材料是生产和制造近窄间高速飞行器的重要材料。据报道，超高速 飞行器在再入过程中鼻锥和机翼前缘的温度可达２０００。Ｃ左右。在如此高的温度下，起着 热防护作用的陶瓷材料的力学性能是超高速飞行器设计中的一个关键因素。然而由于热 加载技术和高温央具制作上的区｛难，目前国内对陶瓷材料高温力学性能的测试一般在 １５００。Ｃ以下进行，１５００。Ｃ至２０００℃之间陶瓷材料的力学性能测试基本上是一片空白。
加加．之后减为５—１０℃加胁。
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｜匕京∞学奇＊１ ８月学术｛奇论ｉ集宾验＾学
２．３实验结果
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脚Ｉ高温力学性旺实验系统 图２高ｍ条件ｒ－＿＾弯曲实峨结果
根捌实验数据．可以计算上述陶瓷材料在不ｊ叫温度Ｆ的弯曲断裂强度和弹件模量， 如表Ｉ所示。Ｉｌ｛图２和表１可知，随着温度的爿高，试件ｆｎ弯曲强度越来越低．但存１２５０’ｃ 及以Ｆ温度时，试件的娈形反而随温度升高呈减小之势，弹性模量先增后减，在ｉ ｌＯＯ＇Ｃ 时达到最大值ｉ ７９ ８ＧＰａ，这个现蒙应ｔ，材料的氧化及其微观结构的改变有关。但当温度 刊牟１４００Ｖ咀上时，试件基本上谴失丁承载能力，而且变形很大，对实验后的试件进行
北京力学会第ｔ８届学术年会论文集：实验力学
某型号陶瓷的高温力学性能测试
苏
飞卢子兴
熊
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（北京航空航Байду номын сангаас大学固体力学研究所，１００１９１）
摘要：本文利用最高测试温度可达１７００＂Ｃ的高温力学实验系统，对某型号陶瓷在８００＂Ｃ至 １５５０ ０Ｃ－之Ｎ的力学性能进行了测试，得出了该型陶瓷材料的弹性模量和弯曲强度。实验中 发现，当温度升至１１００１Ｃ时，材料的破坏形式仍为脆断，而当温度达到１２５０℃以后，该材 料基本失去了承载能力，试件没有发生脆性断裂，但有明显的塑性（残余）变形。 关键词：高温力学实验系统，力学性能测试，弹性模量，弯曲强度，塑性变形
观察发现，８００。Ｃ、９５０＂Ｃ以及１１００＂Ｃ时的试件仍呈脆断破坏特征．１２５０＂Ｃ时的试件虽没 断裂｛日有明弘裂纹．而】４００３２尤其是１５００。Ｃ时的试件有明显的弯曲残余，盘形仉没有宏 观裂纹。相关试什的照片如罔３所示。
表１不１日温度下陶瓷材料的弯∞强皮＃弹性模壁
三、结论
本文对某型号陶瓷的高温条件下的力学性能（弯曲强度和弹性模量）进行了测试， 最高测试温度达到１５５０＇ｃ。实验发现浚型陶瓷的弯曲强度随温度升高而降低，但弹性模 量先增后减。陵现象疑勺材料的岛温氧化有关，有待ｊ。进步的研究。当温度升至１４００＇ｃ
二、某型号陶瓷材料的高温力学性能测试
２．１关于实验系统 实验系统由一个试验机和一个高温炉组成，试验机配有２ＫＮ的小量程力传感器以 提高测试精度，传感器采用循环水冷保护装置。炉内最高温度可达１７００℃，并可在１６００。Ｃ 下长期Ｔ作。实验以陶瓷材料的三点弯和四点弯为主，夹具采用特制的ＳｉＣ材料制成， 在１７００℃下具有足够的强度和刚度。为了提高测试效率，每次实验前可预先安放六个试 件，在实验过程中由送样系统依次将这六个试件推至上压头下方进行实验。试件变形可 由分辨率为ｌ∥ｍ的外接差动式引申计测试，炉内的高温试件与引申计之间由热膨胀系数 很小的石英棒连接。测试系统如图１所示。 ２．２关于试件及测试方案 试件的尺寸：５０ｍｍ ｘ１０ｍｍ Ｘ １．２ｒａｍ，测试前经检测没有发现宏观物理缺陷。采用 三点弯曲（底座跨度３０ｍｍ）实验测试其不同温度下的弹性模量和弯曲强度，实验温度 分别为８００℃、９５０℃、１１００℃、１２５０℃、１４００℃和１５５０℃。实验开始后以５ｍｍ／ｍｉｎ的 速度加载，当压力大于１Ｎ时开始计时并测量变形，当压力小于ｌＮ时视为试件已断或 失去承载能力，实验自动停止。实验过程中当温度处于１２５０。Ｃ以下时温升速度为１５．２５℃