• 제목/요약/키워드: Interfacial fracture energy

검색결과 94건 처리시간 0.02초

Sn계 무연 솔더에 관한 연구

  • 이창배;정승부;서창제
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
    • /
    • pp.75-87
    • /
    • 2001
  • Three different kinds of substrate used in this study : bare Cu substrate, Ni-P/Cu substrate with a Ni-P layer thickness of $5\mu\textrm{m},$ and Au/Ni-P/Cu substrate with the Ni-P and Au layers of $0.15\mu\textrm{m}$ and $5\mu\textrm{m}$ thickness respectively. The wettability of various Sn-base solders was affected by the substrate metal finish used, i.e., nickel, gold and copper. On the Au/Ni-F/Cu substrate, Sn-base solders wet better than any of the other substrate metal finishes tested. The interfacial reaction between various substrate and Sn-base solder was investigated at $70^{\circ}C,$ $100^{\circ}C,$ $120^{\circ}C,$ $150^{\circ}C,$ $170^{\circ}C$ and $200^{\circ}C$ for reaction times ranging from 0 day to 60 day. Intermetallic phases was formed along a Sn-base solder/ various substrate interface during solid-state aging. The apparent activation energy for growth of Sn-Ag/Cu, Sn-Ag-Bi/Cu, and Sn-Bi/Cu couples were 65.4, 88.6, and 127.9 Kj/mol, respectively. After isothermal aging, the fracture surface shoved various characteristics depending on aging temperature and time, and the types of BGA pad.

  • PDF

Estimation of Interfacial Adhesion through the Micromechanical Analysis of Failure Mechanisms in DLC Film

  • Jeong, Jeung-Hyun;Park, Hae-Seok;Ahn, Jeong-Hoon;Dongil Kwon
    • The Korean Journal of Ceramics
    • /
    • 제3권2호
    • /
    • pp.73-81
    • /
    • 1997
  • In this paper, it is intended to present more reproducible and quantitative method for adhesion assemssement. In scratch test, micromechanical analysis on the stress state beneath the indenter was carried out considering the additional blister field. The interface adhesion was quantified as work of adhesion through Griffith energy approach on the basis of the analyzed stress state. The work of adhesion for DLC film/WC-Co substrate calculated through the proposed analysis shows the identical value regardless of distinctly different critical loads measured with the change of film thickness and scratching speed. On the other hand, uniaxial loading was imposed on DCL film/Al substrate, developing the transverse film cracks perpendicular to loading direction. Since this film cracking behavior depends on the relative magnitude of adhesion strength to film fracture strength, the quantification of adhesion strength was given a trial through the micromechanical analysis of adhesion-dependence of film cracking patterns. The interface shear strength can be quantified from the measurement of strain $\varepsilon$s and crack spacing $\lambda$ at the cessation of film cracking.

  • PDF

Mechanical behavior and chloride resistance of cementitious composites with PE and steel fiber

  • Liao, Qiao;Guo, Zhen-wen;Duan, Xin-zhi;Yu, Jiang-tao;Liu, Ke-ke;Dong, Fang-yuan
    • Advances in concrete construction
    • /
    • 제12권6호
    • /
    • pp.451-459
    • /
    • 2021
  • The mechanical behaviors and chloride resistance performance of fiber reinforced cementitious composites (FRCC) with hybrid polyethylene (PE) and steel fiber (in total 2% by volume) were investigated. Based on micro-mechanics and fracture mechanics, the reason why the tensile strain capacity of FRCC changed obviously was obtained. Besides, the effects of the total surface area of fiber in FRCC on compressive strength and chloride content were clarified. It is found that the improvement of the tensile strain capacity of FRCC with hybrid fiber is attributed to the growth of strain-hardening performance index (the ratio of complementary energy to crack tip toughness). As the total surface area of fiber related with the interfacial transition zone (ITZ) between fiber and matrix increases, compressive strength decreases obviously. Since the total surface area of fiber is small, the chloride resistance performance of FRCC with hybrid PE and steel fiber is better than that of FRCC containing only PE fiber.

디지털 이미지 분석을 통한 지속 하중과 온도의 복합 환경이 CFRP 쉬트와 콘크리트의 부착강도 및 크리프 거동에 미치는 영향 분석 (Combined Effects of Sustained Load and Temperature on Pull-off Strength and Creep Response between CFRP Sheet and Concrete Using Digital Image Processing)

  • 정유석;이재하;김우석
    • 콘크리트학회논문집
    • /
    • 제28권5호
    • /
    • pp.535-544
    • /
    • 2016
  • 본 연구에서는 디지털 이미지를 사용하여 DIC(Digital Image Correlation) 기법 및 부착파괴면 분석을 통해 부착파괴에너지와 부착강도의 정량적 분석뿐만 아니라 계면의 부착 면 파괴 양상의 정성적 접근을 통해 지속 하중과 온도의 복합 하중에 대한 FRP 부착 실험체의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 쉬트를 부착한 일면전단실험체를 제작하여 사용하였다. 일면전단실험체의 지속 하중 기간의 거동은 에폭시 크리프의 영향을 상당히 받으며 지속 하중 기간 동안에 에폭시의 점탄성 특징으로 인해 응력완화가 발생하였다. 응력완화는 지속 하중 이후 실시한 계면전단실험에서 사용한 DIC 기법을 통해 관찰 하였으며 지속하중 기간 동안의 응력완화로 인해 지속하중 실험체의 최대부착파괴하중 및 계면파괴에너지가 대조실험체보다 증가하였다. 모든 실험체의 부착 파괴 면을 디지털 이미지화하여 파괴 면의 양상을 정성적/정량적으로 분석 하였다. 디지털 이미지 분석 결과 지속 하중 기간 동안 파괴 형태가 콘크리트면내파괴에서 계면부착파괴 형태로 전이가 발생하였으며 이러한 전이로 인해 지속하중 기간이 증가할수록 지속하중의 최대부착파괴하중에 대한 긍정적인 효과 감소하였다.

PEI/DGEBA 블랜드계의 열적특성 및 파괴인성 (Cure Behaviors and Fracture Toughness of PEl/Difunctional Epoxy Blends)

  • 박수진;진성열;강신영
    • 접착 및 계면
    • /
    • 제4권3호
    • /
    • pp.33-40
    • /
    • 2003
  • 본 연구에서는 이관능성 에폭시 (diglycidyl ether of bisphenol A. DGEBA)와 Polyetherimide(PEI) 블랜드를 Amime계 경화제인 DDM을 이용하여 경화를 시켰으며, PEI의 함량 변화가 순수 에폭시 수지의 열적특성과 파괴인성에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 경화된 시편의 열적특성은 DSC에 의한 열분석을 통해 Kissinger 식을 이용하여 경화 활성화 에너지 ($E_a$)를 구하였고, 파괴인성은 크랙성장의 저항을 나타내는 임계응력세기 인자 ($K_{IC}$)을 측정하여 알아보았다. 시편의 파단특성은 주사전자현미경 (SEM)을 통해 조사하였으며, 기계적 계면특성을 알아보기 위해 contact angle로 표면자유에너지를 측정하였다. 실험 결과 DGEBA/PEI 블랜드계의 $E_a$, $K_{IC}$는 PEI 함량이 7.5 phr에서 최대값을 보였다. 이는 PEI 도입에 따른 치밀한 네트워크 구조가 증가했기 때문으로 판단되어 진다. 또한 DGEBA/PEI 블랜드계의 표면자유에너지는 $K_{IC}$와 유사한 경향을 보였으며, 이는 에폭시의 하이드록실기와 PEI의 imide 그룹 사이의 수소결합에 의해 극성요소가 증가되었기 때문으로 판단되어진다.

  • PDF

Self-Piercing Rivet과 Hybrid Joining을 이용한 자동차용 선도장 칼라강판과 용융아연도금강판의 접합부 기계적 성질 평가 (A Study on Tensile Shear Characteristics of Dissimilar Joining Between Pre-coated Automotive Metal Sheets and Galvanized Steels with the Self-Piercing Rivet and Hybrid Joining)

  • 배진희;김재원;최일동;남대근;김준기;박영도
    • Journal of Welding and Joining
    • /
    • 제34권1호
    • /
    • pp.59-67
    • /
    • 2016
  • The automotive manufactures increase their use of lightweight materials to improve fuel economy and energy usage has a significant influence on the choice of developing materials. To meet this requirements manufacturers are replacing individual body parts with lightweight metals, for these the process treating and painting surfaces is changing. The pre-coated steels are newly developed to avoid the conventional complex and non-environmental painting process in the body-in-white car manufacturing. The development of new joining techniques is critically needed for pre-coated steel sheets, which are electrically non-conductive materials. In the present study, dissimilar combination of pre-coated steel and galvanized steel sheets were joined by the self-piercing rivet, adhesive bonding and hybrid joining techniques. The tensile shear test and free falling high speed crash test were conducted to evaluate the mechanical properties of the joints. The highest tensile peak load with large deformation was observed for the hybrid joining process which has attained 48% higher than the self-piercing rivet. Moreover, the hybrid and adhesive joints were observed better strain energy compared to self-piercing rivet. The fractography analyses were revealed that the mixed mode of cohesive and interfacial fracture for both the hybrid and adhesive bonding joints.

플라즈마 처리가 목분/폴리프로필렌 복합재의 계면에 미치는 영향 연구 (Study of Plasma Polymerization on Wood Powder/PP Composites Interface)

  • 하종록;김병선;이진우
    • Composites Research
    • /
    • 제26권3호
    • /
    • pp.170-174
    • /
    • 2013
  • 상온 상압 플라즈마 표면처리된 목분을 폴리프로필렌(polypropylene)과 혼합하였을 때 두 재료의 계면에 미치는 영향을 연구하였다. 목분과 폴리프로필렌을 압출기를 통해 기계적으로 혼합한 후 사출기를 이용하여 목분함유량 50 wt% 목분/폴리프로필렌(Wood Plastic Composite, WPC) 복합재를 제조하였다. 플라즈마 표면처리 공정에 가장 적합한 Monomer(모노머)를 찾기 위해 Oxygen, Benzene, CH-4, Acrylic-acid, Hexafluoroethane, Trifluorotolune, Hexamethyl-disiloxane(HMDSO) 등 7가지의 모노머에 대해 Contact angle(접촉각)을 측정하여 표면에너지를 계산하였다. 그 결과 HMDSO가 가장 높은 표면에너지를 나타내어 플라즈마 공정의 모노머로 적용하였다. 소수성인 폴리프로필렌과 친수성인 목분을 플라즈마 표면처리를 통하여 목분의 표면을 개질하였고 두 재료의 계면 결합력을 향상시킬 수 있었다. 기계적 물성평가 결과는 인장강도의 경우 최대 7.59%, 굴곡강도의 경우 최대 12.43%가 증가하였다. SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 파단면을 관찰하였고 플라즈마 표면처리의 효과를 확인하였다.

음향방출기법을 이용한 혼입되는 섬유의 종류에 따른 SHCC의 직접인장거동특성 평가 (Evaluation of SHCC on Direct Tensile Load using Acoustic Emission Technique)

  • 김윤수;윤현도;전에스더;박완신
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
    • /
    • pp.177-180
    • /
    • 2008
  • SHCC는 섬유와 시멘트 메트릭스 계면의 부착작용으로 인해 높은 에너지 흡수능력을 보여준다. 서로 다른 종류의 섬유로 보강된 SHCC는 혼입되는 섬유자체가 가지는 재료적 특성에 의해 서로 다른 특성을 나타내기 때문에 시멘트 메트릭스와 혼입되는 섬유의 상호작용에 의한 손상진전에 따른 미세적 파괴 메카니즘에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 AE기법을 사용하여 단독섬유와 하이브리드 섬유를 혼입한 시멘트 복합체의 직접인장특성을 평가하고자 하였다. 이러한 목적으로 본 실험에서는 PET2.0%, PET1.5%+PE0.5%, PET1.5%+PVA0.5%의 세 종류의 단독섬유 및 하이브리드 섬유를 혼입하여 실험을 실시하였으며, 실험에서 나타난 AE신호와 직접인장실험결과를 상호비교 분석하였다. 직접인장실험결과, 같은 혼입율에서 PET만을 단독혼입한 시험체에 비해 PET-PE시험체에서 최대 강도에서 약 2.7배 높게 나타났으며. 손상진전에 따른 AE신호결과, 혼입되는 섬유의 재료적 특성에 따라 AE이벤트수와 누적에너지에서 상이한 특성을 나타내었다.

  • PDF

산 무수물계 및 아민계 경화제를 이용한 열경화성 에폭시 섬유 제조 및 물성 (Manufacturing and Mechanical Properties of Epoxy Fibers Spinning using Anhydride and Amine Hardeners)

  • 신평수;김종현;박하승;백영민;권동준;박종만
    • Composites Research
    • /
    • 제29권6호
    • /
    • pp.408-413
    • /
    • 2016
  • 흔히 사용되는 고분자는 다양한 형태로 제조되고 있다. 더 나아가, 나일론, 아라미드와 같은 연속적인 고분자 섬유가 최근에 제조되고 있다. 이번 실험에서 에폭시를 이용하여 고분자 섬유를 제조하였다. 비스페놀-A 타입의 에폭시가 사용되었고, 아민계 및 산 무수물계 경화제가 사용되었다. 에폭시 형상을 유지하기 위해 단계적 승온방식을 이용하여 에폭시 섬유를 경화했다. 계면접착력을 확인하기 위하여 두 섬유에 대한 상대적인 표면에너지를 수정된 정적 접촉각 방식으로 확인하였다. 인장실험을 통하여 기계적인 실험을 실시하였다. 인장실험 후에 파단형태가 경화제에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 아민계 경화제를 사용한 에폭시 섬유의 경우 인장강도가 183 MPa로 70 MPa인 산 무수물계 경화제를 사용한 에폭시를 사용한 에폭시 섬유보다 더 좋은 것을 확인하였다.

현장타설 고강도콘크리트와 유리섬유 FRP 판 사이의 부착슬립관계에 관한 연구 (Bond Slip Relationship between GFRP Plank and Cast-in-place High Strength Concrete)

  • 박찬영;유승운
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제16권3호
    • /
    • pp.2279-2286
    • /
    • 2015
  • GFRP 판을 영구 거푸집 및 주요 인장 보강재로 활용한 GFRP-콘크리트 하이브리드 구조의 활용에 대해 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있다. GFRP 판과 콘크리트 하이브리드 구조의 거동을 이해하기 위해서는 GFRP 판과 현장타설 고강도콘크리트 사이의 정량적인 국부 부착슬립모델이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 하이브리드 구조에 간단하게 적용할 수 있는 2중 직선 단순 부착슬립관계를 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 단순 부착슬립관계의 최대 평균 부착응력은 3.29MPa이며, 초기 기울기는 35.66MPa/mm, 총 슬립은 0.23mm이고 계면 파괴에너지는 0.37kN/m로 나타났다.