[發明專利]單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法和裝置

在審

• 申請號: 202310011049.6
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116026704A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 陳翌慶;馬智力;張凱旋
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02;G01N1/28;G01N1/32;G01N1/34
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 孫靜楠;何梅生

1.一種單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，切割

將合金材料切割為指定直徑和厚度的合金片(8)；

第二步，對第一步中獲得的合金片(8)進行打磨，去除合金片(8)表面的氧化膜并使合金片(8)表面平整；

第三步，獲得單晶圓片(7)

市購獲得指定直徑的兩片單晶圓片(7)；

第四步，腐蝕和清洗

使用相應的化學溶劑對所述單晶圓片(7)進行腐蝕去除氧化膜，然后再以無水乙醇對所述單晶圓片(7)進行清洗；

第五步，噴涂

在用于安裝所述合金片(8)的上模具(2)和下模具(3)與合金片(8)接觸的各面，以及所述上模具(2)和下模具(3)之間的接觸面上噴涂氮化硼涂料；

第六步，組裝

將兩片所述單晶圓片(7)分別安裝至上模具(2)和下模具(3)內，然后將所述上模具(2)和下模具(3)安裝至高溫拉伸試驗機上，再將所述合金片(8)夾設限位于兩片單晶圓片(7)之間；

第七步，測試

于高溫拉伸機上將溫度加熱到所述合金片(8)固相線以上某一溫度，并保溫一段時間，使所述合金片(8)相變為液相，并使液相的所述合金片(8)與單晶圓片(7)產生一定的冶金結合，隨后將溫度降低至拉伸測試所需溫度，并進行拉伸測試。

2.根據權利要求1所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法，其特征在于：所述第六步中，將所述合金片(8)夾設限位于兩片單晶圓片(7)之間時，首先將合金片(8)置入下模具(3)頂端開設的通孔(9)內，再控制高溫拉伸試驗機驅動上模具(2)和下模具(3)合模。

3.根據權利要求1所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法，其特征在于：所述上模具(2)和下模具(3)分別通過上連接螺栓(1)和下連接螺栓(4)安裝至高溫拉伸試驗機上。

4.根據權利要求1所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法，其特征在于：

第一步中切割的合金材料為共晶合金材料，所述合金片(8)相應為共晶成分合金片，第二步中對所述共晶成分合金片打磨時應去除其表面氧化膜；

第三步中市購獲得的單晶圓片(7)為單晶Si片，第四步中使用的化學溶劑為稀HF。

5.一種單晶粒間合金液膜力學特性的測試裝置，使用如權利要求4所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試方法進行晶間液膜力學特性及斷裂機制學特性的測試，其特征在于：包括由上至下共軸設置的上連接螺栓(1)和下連接螺栓(4)，所述上連接螺栓(1)和下連接螺栓(4)為上下兩端均設有外螺紋的雙頭螺栓；上模具(2)和下模具(3)為分別由頂端和底端開設螺紋孔的套狀結構，分別螺紋配合套設至所述上連接螺栓(1)底端和下連接螺栓(4)頂端，兩者的端面開設共軸連通的通孔(9)；所述上連接螺栓(1)的下端面與上模具(2)之間及下連接螺栓(4)的上端面與下模具(3)之間壓緊墊設單晶圓片(7)，所述通孔(9)內設有合金片(8)。

6.根據權利要求5所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試裝置，其特征在于：所述上模具(2)的下端面和下模具(3)的上端面開設有凹槽(6)。

7.根據權利要求5所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試裝置，其特征在于：所述單晶圓片(7)與上連接螺栓(1)的下端面之間或與下連接螺栓(4)的上端面之間還壓緊墊設有石墨紙(5)。

8.根據權利要求5所述的單晶粒間合金液膜力學特性的測試裝置，其特征在于：所述單晶圓片(7)的直徑與上模具(2)和下模具(3)的螺紋孔孔徑配合，所述共晶成分合金片(8)的直徑與所述通孔(9)的直徑相配合。