西安电子科技大学电子器件力学团队在金属材料塑性变形机理研究领域取得新进展

近期，西安电子科技大学“电子器件复合材料结构力学教育部国际合作联合实验室”在金属塑性变形机理研究领域取得新进展，研究成果以“A viscoplastic constitutive framework for metallic materials based on novel flow-rate and hardening evolution laws”为题，在线发表于力学领域顶刊International Journal of Plasticity，论文第一作者为郑晓静院士的博士研究生张玉明，通讯作者为该联合实验室副主任马娟教授。

材料的塑性行为对工程结构的设计和安全性十分关键，对集成电路芯片可靠性的影响至关重要。对材料塑性行为的准确表征一直是材料学界和力学界关注的热点和难点。该文针对三维堆叠微系统等高性能集成电路技术中起着互连作用的铜结构在航空航天等复杂环境下由于高密度电流、宽温区和大过载服役工况极易变形开裂进而导致器件性能退化失效的问题，从热力学角度出发，通过追踪铜等金属材料变形时能量的去向，建立了金属材料统一的黏塑性本构理论模型，揭示了不同加载速度以及拉伸与扭转共同作用下金属材料的主要变形特征和塑性变形机理，提高了对铜材料变形趋势的预测精度，为理解和预测高端电子装备关键器件性能以及提升装备安全性与可靠性提供了一种新的研究思路。审稿人评价该研究“所提统一黏塑性本构框架在数学上自洽，并能通过极限情况推导出多个经典本构模型”以及“所提单背应力公式能通过松弛尺度的连续幂律分布再现可比较的多尺度松弛特性，这一结果已足够有力且引人关注”等。

据悉，International Journal of Plasticity创办于1985年，是力学领域的专业性权威期刊，每年发文200余篇，编辑部挂靠美国马里兰大学，当前影响因子15.4，在固体力学的国际期刊中排名第一，在推动塑性力学发展方面具有重要的国际影响力。（通讯员：马娟）