低温烧结纳米银焊膏高温蠕变性能研究

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本文研究了新型热界面材料低温烧结纳米银焊膏薄膜的高温蠕变行为。纳米银焊膏薄膜以烧结理论和纳米颗粒特性为依据,在低温下烧结制成,是具有一定孔隙率的银质薄膜,拥有优良的电热性能。蠕变试验温度范围为100℃至175℃,应力范围为2MPa至7.5MPa,试验结果表明:低温烧结纳米银焊膏薄膜在试验范围内具备一定的蠕变抗力,整个蠕变过程中,稳态蠕变阶段占据大部分时间,其稳态蠕变速率约为10-610-8s-1。在该试验范围内可以采用幂律蠕变方程描述其蠕变过程随着温度及应力的变化关系。应用多种方法对纳米银焊膏薄膜蠕变断裂寿命做出预测,研究表明:采用经验公式预测其蠕变断裂寿命不适宜;使用Monkman-Grant关系可以较准确的预测,但其适用范围要求材料必须满足幂律蠕变本构关系;Larson-Miller参数法的研究采用近似的方法,获得了该材料较明显的Larson-Miller参数变化规律,并对其参数整理方法做出了分析。θ函数法很好的描述了纳米银焊膏薄膜的蠕变过程,并可以通过该方法获得更为准确的稳态蠕变速率。对低温烧结纳米银焊膏薄膜的损伤演变规律研究表明,该材料在达到其寿命的0.6至0.8倍时会进入蠕变加速阶段。分别采用Robtonov损伤演变理论和耗散功率模型对其损伤演变过程进行分析,二者的分析结果相近,但是Robtonov损伤演变理论的分析结果更趋向于保守。
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