研究人员国家标准与技术研究院(NIST)展示了一个机械疲劳过程,最终导致裂缝和破裂散装硅crystals-a现象,特别有趣,因为它一直被认为不存在。最近发表的结果有重要影响的设计新的硅基微机电系统(MEMS)装置,已经提出了各种各样的用途。
光学显微图的接触损伤在循环应力硅显示进步的损伤(一)1000周期后,(b) 5000年周期,(c) 20000年周期和(d) 85000年周期。为清晰、添加白色圆显示计算接触圆的大小。
硅制造的半导体的支柱产业是一个世界上最大量的研究材料,它一直被认为是免疫疲劳循环应力,由于其晶体结构和化学键的本质。欧洲杯足球竞彩事实上,传统的测试验证。然而,最近的研究到硅MEMS设备显示,这些微观系统,将小齿轮,芦苇和其它机械振动特性似乎开发压力诱导裂缝,会导致失败。为什么这发生在微观尺度是一个有争议的问题。一种学派认为效果是纯粹的机械,由于摩擦,另一种认为它是由corrosion-a化学效应引起的。因为在亚微米尺度效应才注意到,它已经很难确定哪个理论是正确的。
材料抵抗cracking-referred“韧性”的材料科学家通常通过测量样品的材料,微切口边缘,拉着末端重复拉应力导致切口是否发展欧洲杯足球竞彩成裂纹。大部分硅总是通过了这个测试。但是,NIST团队认为,在实际MEMS装置的压力可能会更复杂。
为了验证这一点,他们用另一种方法:按下测试晶体的微小的碳化钨球直径约3毫米,压力低于硅的断裂点。只是迫切对水晶一次好几天没有造成对腐蚀检测cracks-arguing理论。另一方面,使用一半的压力,但自行车测试成千上万次显示逐渐增加的表面破坏模式缩进site-clear机械疲劳的迹象。NIST的团队,其中包括在西班牙埃斯特雷马杜拉大学的研究员,认为他们的实验的关键要素是剪切应力的增加(导致水晶飞机相互滑动),一个组件丢失在常规抗拉强度测试,但在现实应用程序中并不少见。
NIST的实验显示疲劳效应在硅相对大规模几百微米。下一步是确定相同的机制运作在亚微米级别。