工程材料的失效分析PDF电子书下载

目 录 1

前言 1

译者的话 1

第1章绪论 1

1.1本书宗旨 1

1.2解决材料失效分析的方法 1

1.3失效分析的工具 6

1.3.1光学显微镜 6

1.3.2透射电子显微镜 11

1.3.3扫描电子显微镜 13

1.3.4光学显微镜、透射电子显微镜与扫描电子显微镜的比较 17

1.3.5相关工具与技术 18

1.4试样制备 25

1.4.1清理表面 25

1.4.2制备用于透射电子显微镜的复膜 25

1.4.3制备用于扫描电子显微镜的试样 27

参考文献 28

参考书目 29

附录1A立体显微镜 30

附录1B断口的维护与保管 35

附录1C断口试样的制备与保存 36

附录1D断口表面的清理 47

附录1E考查用于失效后分析的清理技术 51

附录1G一种去除氧化锈皮的溶液 59

附录1F推荐用于金属断口的清理溶液 59

第2章力学特性及断口表面的宏观组织结构 61

2.1绪论 61

2.2拉伸试验 61

2.3 主应力 67

2.4应力集中 72

2.5三向应力及约束 76

2.6平面应力 79

2.7平面应变 82

2.8拉伸试样的断口 83

2.9应变速率与温度的影响 87

2.10裂纹扩展 89

2.11韧性断裂与脆性断裂的含义 93

2.12断裂力学与失效 94

2.13疲劳载荷 98

2.14蠕变变形 101

参考文献 102

参考书目 104

第3章断裂机理及微观显微形貌 105

3.1绪论 105

3.2滑移与解理 105

3.3孪晶 112

3.4解理断口的形貌 115

3.5空洞聚集 123

3.6混合机理与准解理断口 135

3.7呈撕裂形貌的断面 138

3.8晶间分离 139

3.9疲劳断口的形貌 140

3.10高温断口的形貌 160

3.11环境促成的断裂 166

3.12凹槽 171

3.13磨损 172

3.14陶瓷的断裂 172

3.15聚合材料的断裂机理 174

3.16断口表面的立体检查 189

3.17扫描电子显微镜与透射电子显微镜的断口组织显微照片的比较 194

3.18人为产物 202

参考文献 208

参考书目 211

第4章断裂模式及宏观断口检查的特征 213

4.1绪论 213

4.2拉伸过载 213

4.3扭转过载 223

4.4弯曲过载 227

4.5疲劳断裂 230

4.6微观及宏观断口组织特征的对比 244

参考文献 264

参考书目 265

5.1绪论 266

第5章复合材料的失效分析 266

5.2以聚合物为基体的复合材料 274

5.2.1连续的和不连续的纤维 274

5.2.2纤维脆性和抗压强度的影响 274

5.2.3粘合程度的影响 275

5.2.4空洞的影响 275

5.2.5单向薄板的纵向抗拉强度 278

5.2.6单向薄板的横向抗拉强度 280

5.2.7单向薄板的纵向抗压强度 281

5.2.8单向薄板的横向抗压强度 283

5.2.9单向薄板的平面抗剪强度 284

5.2.10环境条件对复合材料性能恶化的影响 284

5.2.11纤维－基体的界面强度对断裂机理的影响 286

5.2.12石墨纤维－环氧树脂复合材料断口的组织形态 287

5.2.13短纤维强化的热塑性复合材料 292

5.3陶瓷基体的复合材料（CMC） 298

5.3.1韧化机理 298

5.3.2 CMC中的界面技术 299

5.4金属基体的复合材料（MMC） 300

5.4.1金属基体复合材料的系列和界面的粘合 300

5.4.2界面粘合 304

5.4.3金属基体复合材料的失效模式随温度的变化 306

5.4.4以颗粒或晶须强化的复合材料的疲劳 307

5.4.5以纤维增强的复合材料的疲劳 308

5.4.6受纤维性能和载荷状态影响的金属基体复合材料的断裂性能 311

参考文献 315

第6章电子器件失效分析 317

6.1绪论 317

6.2失效机理 318

6.2.1 电子器件失效分析的术语 318

6.2.2主要的失效机理 320

6.2.3取决于事件的电应力失效 323

6.2.4与材料有关的内部失效机理 328

6.2.5外部失效机理 328

6.2.6离子污染引发倒转的机理 339

6.3.1绪论 341

6.3失效分析过程 341

6.3.2失效分析的步骤 342

6.3.3不同产品失效分析步骤的顺序 345

6.4电子器件失效分析的工具与技术 346

6.4.1 电子器件失效分析中所使用的技术 346

6.4.2照相术和光学显微术 347

6.4.3电子组件的X射线或射线照相检查（微射线照相术） 348

6.4.4红外热成像术或红外显微术 348

6.4.5声显微成像术及声扫描显微术 352

6.4.6金相技术 353

6.4.7化学性能鉴定 354

6.4.8电子和电学特性鉴定 354

及波长分散谱仪 355

6.4.9透射电子显微镜、扫描电子显微镜、能量分散X射线分析仪 355

6.4.10其他技术 363

6.4.11微观显微技术的选择 364

6.5电子封装物的失效分析 365

6.5.1封装基础 365

6.5.2零级封装的失效 368

6.5.3一级封装的失效 368

6.5.4二级封装的失效 378

6.5.5三级封装的失效 391

6.5.6钎焊料及钎焊焊接性 397

6.5.7无铅钎焊料 413

参考文献 414

6.5.8无源元件的失效 414

第7章失效分析的典型案例 419

7.1绪论 419

7.2案例A：真空波纹管的开裂 419

7.2.1引言 419

7.2.2实验过程 420

7.2.3实验结果 421

7.2.4讨论 424

7.2.5结论 426

7.3案例B：大型空调通风机叶片的失效 426

7.3.1引言 426

7.3.2实验过程 426

7.3.3实验结果 428

7.3.4讨论 437

7.3.5结论 441

7.4案例C：汽车飞轮挠性板的开裂 441

7.4.1引言 441

7.4.2实验过程 441

7.4.3实验结果 444

7.4.4讨论 447

7.4.5结论 448

7.5案例D：焊接铁轨的失效 448

7.5.1引言 448

7.5.2实验过程 449

7.5.3实验结果 450

7.5.4讨论 453

7.5.5结论 455

7.6案例E：静电除尘器不锈钢丝的断裂 456

7.6.1引言 456

7.6.2实验过程 456

7.6.3实验结果 457

7.6.4讨论 459

7.6.5结论 461

7.7案例F：剪线钳的断裂 462

7.7.1引言 462

7.7.2实验过程 462

7.7.3实验结果 464

7.8.1引言 468

7.8案例G：钢冲子的断裂 468

7.7.5结论 468

7.7.4讨论 468

7.8.2实验过程 469

7.8.3实验结果 469

7.8.4讨论 473

7.8.5结论 473

7.9案例H：止回阀不锈钢铰链的断裂 473

7.9.1引言 473

7.9.2实验过程 474

7.9.3实验结果 476

7.9.4讨论 484

7.9.5结论 484

参考文献 485

参考书目 487

附录A温度换算表 488

附录B米制换算系数 493

附录C英制一米制常用单位换算表 495

附录D钢的洛氏硬度HRC及HRB的值 499

附录E美国材料试验学会（ASTM）的晶粒尺寸与平均晶粒 503

“直径”的关系 503

附录F关于放大倍数的说明 504

附录G用于电子器件失效分析的缩略词 505

术语汇编 507

名词对照 529