尺度效应对微机械系统高温封装可靠性的影响

微化工机械系统是近年涌现的涉及传热、传质和化学反应的特种微机械系统，一般需采用高温扩散焊技术进行封焊，由于其使用环境较为严苛，对可靠性有很高的要求。鉴于焊接界面和系统尺寸变化带来的尺度效应，使微机械系统的设计和制造缺乏相应的可靠性评价准则，为此本项目首先开展显微疲劳试验技术的研究和微观测试，以把握尺度效应的宏微观表现形式；进而引入概率模型，考察扩散焊过程焊合率的变化、强度的概率分布以及尺寸不同对强度的影响；建立原子模拟与连续体有限元方法相耦合的分析技术，可以在原子尺度上分析界面结合强度，同时使得微观上的位错和宏观上的空洞的相互作用可以合理地模拟。通过本项目的研究可望在毫米尺度上为目前急需开发的微化工机械系统提供设计准则，同时为未来特种微机械系统的进一步微小化奠定多尺度结构设计的理论基础。