跌落冲击载荷下焊锡接点金属间化合物层的动态开裂

跌落冲击载荷作用下,含铅焊锡接点与无铅焊锡接点的破坏模式明显不同,而导致这种差异的原因目前尚不明朗。本文提出了一种可用于模拟焊锡接点在跌落冲击载荷下破坏行为的有限元模型,此模型中,金属间化合物（IMC）与焊料间的界面采用粘性区模型（CZM）来模拟其损伤开裂过程,而IMC层内的破坏程度则通过计算其能量释放率来判断。通过对板级封装跌落冲击过程的数值模拟发现,与无铅焊锡接点（Sn3.5Ag）相比,含铅焊锡接点（Sn37Pb）与IMC间的CZM层更容易发生损伤破坏,而该层的开裂会减小IMC层的应力,即降低了其内部的裂纹驱动力,从而缓解了IMC层裂纹的起始和扩展。     

气相色谱法测定阳离子表面活性剂合成体系中脂肪烷基二甲基叔胺

选用HP-NINOWax毛细管色谱柱及氢火焰离子化检测器（FID），采用程序升温，建立了4种脂肪烷基二甲基叔胺的分析方法。结果表明，4种脂肪烷基二甲基叔胺质量浓度在0.005~1.0 g/L范围内，其峰面积与质量浓度有良好的线性关系，相关系数（R²）在0.9996以上。检出限（LODs，信噪比为3）在0.001~0.002 g/L之间，定量限（LOQs，信噪比为10）在0.003~0.005 g/L之间，回收率在90%~130%之间，相对标准偏差为1.3%~6.9%（n=6）。方法的线性范围宽、回收率高、选择性好，可用于叔胺的产品质量分析及生产过程控制分析。利用该方法对阳离子表面活性剂合成反应中十六烷基二甲基叔胺进行监测，结果很好地符合双分子亲核取代反应。该方法比滴定分析法更快速、精确，与液相色谱法相比，不需要进行柱前衍生或者使用色谱-质谱联用仪器。     

密云县潮河流域沿岸铁矿集中区土壤中稀土元素的地球化学特征及粒度效应

研究评价了原土及粒级土壤中稀土元素地球化学特征以及粒度效应。采用ICP-MS对原土和各个粒级土壤中15种稀土元素,包括La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu和Y进行了测定。结果表明:研究区内土壤中稀土元素的含量高于中国大陆土壤稀土元素背景值,平均值变化较大;15种稀土元素含量与不同粒级的关系趋势一致,即随着粒径的减小而呈现增大的趋势;原土及各粒级土壤经Masuda(1973)的6个Leedy球粒陨石平均值标准化后,REEs的配分模式一致,呈富集轻稀土的右倾型,明显的Eu负异常,Ce弱亏损,主要受陆源控制。潮河流域沿岸土壤中REE随粒度的变化特征与粘土矿物对其吸附及不同粒级中的矿物成分密切相关。该研究结论为选取稀土元素作为示踪剂提供了科学依据,并为不同粒径组分中稀土元素的进一步研究提供一定的参考价值。     

考虑摩擦作用闭合裂纹应力强度因子计算的边界元分区算法

本文采用边界元分区算法研究考虑摩擦的闭合裂纹问题,简单裂纹系问题及非均匀介质中裂纹问题.在裂纹尖端采用了1/4面力奇异单元,并对相应的奇异积分给出了数值处理.对于复杂载荷下裂纹面计算给出了增量迭代算法,并采用方程减缩技术使迭代仅在裂纹上进行.计算实例表明方法是可行的.     

焊锡接点IMC层的扩散应力

钎焊过程中在焊锡接点中形成的金属间化合物(IMC)对焊锡接点可靠性具有重要影响。在原子扩散效应下,回流焊和等温时效过程中IMC层的生长会在其内部产生应力,其微结构也发生变化,致使IMC层和整个焊点的力学性能下降。本文基于扩散反应机制,研究了由于原子扩散产生的IMC层的扩散应力。首先建立了焊锡接点IMC层生长早期微结构特征的2界面(Cu/Cu6Sn5/Solder)分析模型,然后运用Laplace变换法求解扩散方程得到了Cu原子在IMC层中的浓度分布;采用把原子扩散作用转换为体应变方法,计算了IMC层在形成和生长过程中应力的解析解。结果表明：IMC层中的扩散应力为压应力,最大值位于Cu/IMC界面处,大小与扩散原子浓度密切相关;随着时效时间的增加,扩散应力增大,但最终趋于稳定并沿IMC厚度方向线性变化。     

平面超透镜的远场超衍射极限聚焦和成像研究进展

突破瑞利衍射极限,实现纯光学的远场超衍射极限聚焦和成像在科学和工程的各个领域都有重要意义.现有光学超分辨技术都存在一些固有的限制因素,如工作距离短、适用领域窄、不利于集成等问题.平面超透镜由于理论上的创新、设计灵活、效率高、方便集成等优势,成为实现超衍射极限的有效途径.本文综述了平面超透镜的物理原理及其在超衍射极限聚焦和成像方面近年来的研究进展,并讨论了该领域面临的问题和未来的研究重点和方向.     

多裂纹扩展分析的边界元方法

采用边界元数值模拟和即时等效材料常数计算相结合的办法，只需模拟一个裂纹的扩展情况便可预测裂纹体的整体响应。针对准脆性材料的特点，采用粘性裂纹模型模拟裂纹开裂行为；采用二次裂纹扩展量作为增量控制变量，避免了软化及失稳分析中用力或位移作控制变量时遇到的困难。针对二交裂纹扩展路径未知情况，给出了预测和修正裂纹开裂界面的迭代技术，分析计算了含多个规则分布裂纹石膏板受压时的响应，并与实验结果进行了比较。结果表明该文方法的可行性与有效性。     

地磁环境下结构变形引起的扰动磁场

基于磁弹性相互作用的线性化理论，针对地磁环境特点，忽略磁场对结构位移的影 响而仅考虑位移对磁场的耦合作用，通过将位移梯度引入变形后界面外法线矢量方 法，给出了变形引起的扰动磁场计算的定解场方程和界面衔接条件，并计算了符拉 芒问题的变形扰动磁场. 结果表明，变形扰动磁场完全取决于位移梯度在界面外法 向上的投影；扰动场强与外力成正比；空气中扰动磁场的法向强度和切向强度分布 特征明显不同，法向强度在力作用点对称分布，并且在 力作用点处存在奇点；切向强度则呈反对称分布，在力作用点处发生突变.     

焊锡材料的应变率效应及其材料模型

采用分离式霍普金森压杆和拉杆实验,研究了含铅Sn37Pb、无铅Sn3.5Ag和Sn3.0Ag0.5Cu3种焊锡材料在600~2200s^{-1}应变率下的力学性能,得到了它们在不同应变率下的应力应变曲线. 根据实验数据建立了3种焊锡材料的应变率无关弹塑性材料模型和率相关Johnson-Cook材料模型,并用于模拟板级电子封装在跌落冲击载荷下焊锡接点的力学行为. 结果表明,高应变率下无铅焊料比含铅焊料对应变率更敏感,其抗拉强度为含铅焊料的1.5倍,其韧性也明显高于含铅焊料;在跌落冲击过程中,焊锡接点经历的应变率可达到1000s^{ -1}左右;给出的率相关Johnson-Cook材料模型能预测出比率无关的弹塑性模型更合理的应力应变结果.