當電流通過導(dǎo)體時,,電-熱-力之間的耦合作用決定了導(dǎo)電材料的力學(xué)行為,。大電流密度可以讓運動的電子和晶格上的原子發(fā)生劇烈的相互作用,,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)老化,,電子元器件失效,。楊福前博士的實驗室開發(fā)了一種通電壓痕技術(shù),,用以研究導(dǎo)體在電流作用下的壓印變形行為,。利用電壓痕技術(shù),,研究了電流對錫薄帶壓痕變形的影響。實驗結(jié)果顯示彈性模量隨電流密度的增大而減小,。當電流密度小于4087.89 A/cm2時,,彈性模量隨電流密度增大而減小,主要取決于電熱耦合的焦爾熱,。電熱耦合導(dǎo)致材料表面軟化,。建立了彈性模量和電流密度的定量關(guān)系。壓痕硬度隨壓力的增大而減小,,驗證了正壓痕的尺寸效應(yīng),。利用應(yīng)變梯度塑形理論,結(jié)合壓痕硬度和深入的關(guān)系,,發(fā)現(xiàn)特征尺寸的極限和無限深度的極限都取決于電流密度,。有限元模擬表明:接觸模量隨電流密度的平方線性地減小,與實驗結(jié)果相一致,。
報告人簡介:楊福前 教授,,美國肯塔基大學(xué) 化工與材料學(xué)院 教授,1995年羅切斯特大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)博士,,1991年羅切斯特大學(xué)機械工程專業(yè)碩士,,1988年重慶大學(xué)生物力學(xué)專業(yè)碩士,1986年清華大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)士,。多次榮獲肯塔基大學(xué)優(yōu)秀教師獎和優(yōu)秀教學(xué)獎,,多次被媒體和期刊報道,并榮獲優(yōu)秀科研獎和杰出貢獻獎,。兩次擔(dān)任書目編輯,,專著4部,發(fā)表期刊文章250余篇,,2個專利,,是眾多期刊的編輯成員,,比如:Materials Science and Engineering A, Materials and Metallurgical Transaction A, Smart Grid and Renewable Energy and Annals of Materials Science & Engineering。
主要研究領(lǐng)域有:先進材料的電-化學(xué)-力的耦合行為,,包括蠕變,,粘接變形,晶須生長,,應(yīng)力導(dǎo)致的電池中的擴散現(xiàn)象,;微米力學(xué)與納米力學(xué)的測試與分析;能源與納米結(jié)構(gòu)材料,;微機電系統(tǒng),。楊教授和他的導(dǎo)師羅切斯特大學(xué)的美國科學(xué)院院士J.C.M. Li 教授合作編寫了一本書 “Micro and Nano Mechanical Testing of Materials and Devices”, 已于2008年由Springer 出版。楊教授提出了用晶界流動的概念來解釋多晶體金屬的蠕變行為,,并且發(fā)展了多種技術(shù),,比如電壓縮測試,電壓印,,和在塑料薄膜上利用蒸發(fā)誘導(dǎo)表面結(jié)構(gòu)變化。
另:楊教授在7月4-8日,,每天都有一次講課,,涉及彈塑性力學(xué)基礎(chǔ),共五次課,。周一,,周二:下午3:30-5:00;周三,,周四,,周五:上午9:00-10:30。地點在機械樓北415,。
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