【摘要】：在半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工技術(shù)和超精密塑性加工技術(shù)高速發(fā)展的形勢(shì)下,MEMS融合了電子技術(shù)和機(jī)械特性,成為各重大科技領(lǐng)域及軍事領(lǐng)域的熱門研究課題。MEMS是將微型機(jī)械元件與電子電路集成在同一芯片上,而微型平面彈簧作為其中的微型傳感器,起傳遞力、位移和能量的作用。鋁青銅不僅具有良好的力學(xué)性能和抗疲勞性能,又可以通過(guò)熱處理和形變改性,是微彈簧理想的制備材料。本文以高強(qiáng)度QA17銅合金為原材料,研究固溶處理和軋制對(duì)QA17銅合金的微觀組織和室溫力學(xué)性能的影響,探索軋制對(duì)鋁青銅強(qiáng)度和塑性等力學(xué)性能的影響規(guī)律,研究不同試樣特征尺寸下的尺寸效應(yīng),為高疲勞性能平面微型彈簧的制備提供必要的理論依據(jù)。本文主要結(jié)論如下:QA17銅合金的最佳固溶處理工藝為850°C+5h。在此工藝下,相比鑄態(tài)時(shí)伸長(zhǎng)率提高了 85%,塑性明顯改善,具有良好的塑性和強(qiáng)度配合。經(jīng)過(guò)固溶處理合金相組成由α+K+γ2變?yōu)棣?β'+κ。α相所占的百分比對(duì)合金延伸率和塑性貢獻(xiàn)最大,β'相的占比對(duì)合金的硬度影響最大,而κ相的占比對(duì)合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度影響最為顯著。850。C-5h時(shí),α相的占比達(dá)到最大值65.36%,此時(shí)延伸率最大為21.4%;950。C-5h時(shí),β'相含量最多為54.24%,此時(shí)硬度最大為89.2HRB。提高合金冷變形能力要從增加α相占比入手。纖維組織可以明顯提高零件疲勞壽命,而軋制是獲得纖維組織簡(jiǎn)單有效的方式。鋁青銅在冷軋過(guò)程中,隨著變形量增加,晶粒的長(zhǎng)徑變大,α相沿軋制方向延伸而呈纖維狀分布。軋后銅合金板材產(chǎn)生典型的板織構(gòu),形成明顯的擇優(yōu)分布,變形量較大時(shí),變形織構(gòu)的擇優(yōu)程度較高,相應(yīng)地加工硬化指數(shù)達(dá)到0.28,為鑄態(tài)的2.3倍,變形能力較差。因此平面微型彈簧成形時(shí)應(yīng)該選擇合適的軋制變形量,既能利用纖維組織對(duì)零件性能的改善,又便于成形。鋁青銅在拉伸實(shí)驗(yàn)中存在尺寸效應(yīng)現(xiàn)象,晶粒尺寸和試樣厚度會(huì)影響材料的強(qiáng)度和和延伸率。強(qiáng)度對(duì)厚度變化尤其敏感,隨著厚度減小,鋁青銅屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度增加,延伸率減小,厚度越小時(shí)強(qiáng)度變化幅度越大。鋁青銅在微成形過(guò)程中必須考慮尺寸效應(yīng)對(duì)加工工藝和工件性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.11
【圖文】：

碩士專變形或者意外斷裂，而失去應(yīng)有的作用。ＭＥＭＳ器件可靠性義且刻不容緩的任務(wù)。逡逑如微傳感器和微執(zhí)行器等ＭＥＭＳ器件中，作為其重要構(gòu)件之用性能和疲勞壽命極大的影響了整體的可靠性。因此提高ＭＥ要從提高微彈簧的性能入手。ＳＵ－８膠和硅基材料常被用來(lái)制其本身力學(xué)性能不足，制備出來(lái)的彈簧在大載荷下工作性能也材料除力學(xué)性能優(yōu)良，還可以通過(guò)熱處理和塑性變形強(qiáng)化，同能，是用來(lái)制備ＭＥＭＳ用微彈簧的理想材料。逡逑中，常利用塑性加工中形成的纖維組織提高機(jī)械零件的疲勞壽由于纖維流線分布合理壽命明顯高于切削加工件。而在平面微呈纖維狀分布，并全部平行于工作表面時(shí)，則平面微彈簧的壽步提高。綜上，尋找一種合適的制備平面微型彈簧的金屬材料，成與取向變化規(guī)律，對(duì)于提高微彈簧性能和微系統(tǒng)的可靠性是

邋今、逡逑痛々逡逑圖１．３微成形技術(shù)制造的微型零件ａ）微型彈簧ｂ）微體積成形的零件逡逑１．３．２常見(jiàn)微塑性成形技術(shù)逡逑微成形技術(shù)主要有包括微體積成形（微擠壓、微彎曲［３２］、微鍛造等）和微薄板成逡逑形（微沖壓、微拉深、微壓印、微鐓粗等）。隨著微成形技術(shù)的發(fā)展，由于某些微型逡逑零部件材質(zhì)和加工條件等的限制，在成形過(guò)程中越來(lái)越多的需要多種微成形技術(shù)或與逡逑－Ｋ他成形技術(shù)相結(jié)合，微成形技術(shù)的組合運(yùn)用是今后微成形技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。逡逑４逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 任艷斐;;引信MEMS微彈簧可靠性研究[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

2 ;MEMS市場(chǎng)展示美好[J];電子產(chǎn)品世界;2013年11期

3 顧健華;李海;王芝秀;;Al-14Cu-7Ce鑄造鋁合金的高溫拉伸及斷裂行為研究[J];熱加工工藝;2013年14期

4 林高用;王莉;許秀芝;曾菊花;;固溶時(shí)效對(duì)QAl9-4-3鋁青銅組織和性能的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2013年03期

5 韋天升;林高用;蔡陽(yáng)中;王毅強(qiáng);張勝華;;特種鑄造方式下QAl10-4-4鋁青銅組織演變規(guī)律[J];有色金屬加工;2013年01期

6 張曉菲;彭成章;肖陽(yáng);朱金水;;鎳鋁青銅高溫變形的本構(gòu)模型研究[J];熱加工工藝;2012年20期

7 袁慶龍;管紅艷;張寶慶;;鋁青銅合金研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年23期

8 吳鵬飛;張國(guó)俊;鐘志親;戴麗萍;王姝婭;;O型MEMS平面微彈簧彈性系數(shù)研究[J];微納電子技術(shù);2011年10期

9 王淑華;;MEMS傳感器現(xiàn)狀及應(yīng)用[J];微納電子技術(shù);2011年08期

10 薛小紅;;微電子機(jī)械系統(tǒng)及其加工工藝簡(jiǎn)述[J];技術(shù)與市場(chǎng);2011年05期

本文編號(hào)：2720826