剝離
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2020-05-30
剝離的視頻教程
ABAQUS-點焊連接測試模擬
本案例講解了基于ABAQUS14.2模擬了兩塊通過點焊連接的板料進行拉伸、剝離力和剪切試驗過程。采用Explicit進行準靜態求解，輸出動能比例較小，滿足精度要求。
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ABAQUS材料斷裂與失效系列 之 材料失效與侵蝕
案例1：為0.5噸重物以20m/s速度沖擊雙管殼柱模型的仿真模型，其中左邊模型中的材料未考慮損傷演化；右側為考慮損傷演化的情況，出現了材料的失效和剝離。表明Abaqus提供的材料損傷模型可以模擬殼體結構發生大范圍屈曲、破壞的過程。
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剝離的實例教程
除此在外，在其他應用場景中，部分凝膠在發揮作用以后需要在不損傷被粘附表面的情況下剝離。如何實現粘合劑的高強粘附與溫和剝離這個看似矛盾的問題，一直是研究的熱點。
哈佛大學鎖志剛教授領導的研究團隊采用了一種“拓撲粘合”的技術。選用兩片共價聚合物網絡凝膠，選取的凝膠和凝膠之間沒有強相互作用力，保證凝膠自身的粘附較弱，這里采用的聚丙烯酰胺凝膠（PAAm）。研究人員開發出一種雙組分膠水，分別是含有“縫合線”—聚丙烯酸高分子鏈的水溶液，以及鐵離子和檸檬酸溶液。首先在被粘附物表面涂布聚丙烯酸（PAA）水溶液，在一段時間后，PAA擴散到PAAm基體內部形成互穿網絡。之后涂布鐵離子和檸檬酸溶液并給與一定的壓力，使得聚丙烯酸上的羧基和Fe3+發生配位交聯，實現凝膠之間的高強度粘附。
那么如何實現溫和、不損傷被粘附物的剝離呢？其實很簡單，將粘合后的兩塊凝膠暴露在紫外光下，Fe3+被還原成Fe2+，使配位作用減弱，從而達到輕松剝離的目的，實現光剝離粘合過程。
相關工作以《Photodetachable Adhesion》為題目，發表在Advanced Materials上。第一作者為Gao Yang。
圖文速遞
圖1.強粘合及光剝離粘合機理。采用兩片共價聚合物網絡凝膠作為被粘物，聚合物鏈水溶液作為粘結劑。（a）為了使兩片凝膠緊密地粘接，這里的粘結劑--“縫合”聚合物鏈與界面兩側的鏈段發生拓撲纏結，在原位形成網絡。（b）為了使兩片凝膠易于剝離，特定頻率范圍的光破壞“縫合”聚合物鏈網絡。
圖2.兩片聚丙烯酰胺（PAAm）的光剝離粘合。（a）將聚丙烯酸（PAA）水溶液涂布在丙烯酰胺凝膠的表面，使得PAA鏈段能夠擴散浸入PAAm凝膠。
展開 CINNO Research產業資訊，LED領域，一直都缺乏一種令人滿意的絕緣襯底剝離方法，而這又是開發垂直LED結構的重要一步，剝離效果不好會直接影響AlGaN LED的性能。所幸該問題現在將可以克服，所有的成果要歸功于一個由日本工程師團隊開發的新技術。據其介紹，他們設計了一種新的工藝：通過將器件樣品整個浸入到一種溫度115°C、壓強170 KPa的水環境中，然后將AlGaN LED器件從襯底上分離出來。
這種方法由日本明治大學、三重大學和大阪大學合作開發，能夠讓AlGaN LED像使用激光剝離技術剝離出高功率GaN器件一樣輕松剝離。這里要注意的一點是，直接將激光剝離技術應用于AlGaN LED的玻璃尚有很多問題，其工藝中形成的鋁液滴會抑制器件的整體玻璃。傳統玻璃方案還有另一種選擇：電化學蝕刻，不過該方案通常需要施加電流，這會限制所剝離區域的大小。
該團隊希望，他們的方案——在1.2μm高、400 nm寬、周期為1μm的柱狀三角晶格上生長AlGaN異質結構，未來可用于高功率UV LED和LD激光器的制造。這些器件在市場上擁有各種應用，比如殺菌、生物技術、醫藥加工等。
作為該合作項目的發言人、日本明治大學的巖屋元明（Motoaki Iwaya）告訴Compound Semiconductor，該方法源于一名學生在加工前加熱和清潔器件晶片時的思考。
展開 [abaqus行業應用及案例] 噴氣發動機葉片剝離模擬
葉片剝離是一種嚴重事故，同時從力學上講是高度動態和高度非線性問題：發動機外殼必須防止脫離的葉片擊穿以及還要能在葉片剝離導致的不平衡力作用下繼續工作。
發動機設計和驗證可以采用Abaqus/Explicit來進行模擬。
應用 Abaqus/Standard分析勻轉速時風扇的狀態，將上述分析結果為基礎在Abaqus/Explicit 中進行后續的動態分析。
有限元模型
不同外殼厚度情況下，結構的破壞情況對比：
5mm厚度的破壞情況
4mm厚度的破壞情況
3mm厚度的破壞情況
展開 本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。因其完美的二維結構，成為了許多創新產品的功能性添加劑——加入特殊高分子涂料后，可憑借隔絕性能，延長涂料涂裝壽命；加入電池做導電劑，同樣因其二維結構，讓電子傳輸更便利，流得更快了，大大提升充電速度；若加入一些纖維和電熱裝置，其特殊的導電、導熱性能，同樣能讓產品性能提升一個臺階。
如此有用的東西，其更好的制備方法也成為學界和產業共同競逐的目標。英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫發現，他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，于是薄片越來越薄，最后他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。這以后，制備石墨烯的新方法層出不窮，經過5年的發展，人們發現，將石墨烯帶入工業化生產的領域已為時不遠了。
盧紅斌教授給了石墨烯三個“最”：現有材料中厚度最薄，僅0.335納米；強度最高，是鋼的100倍；導熱性最好，比金屬銀還高10倍以上，此外其電子遷移率極高，比硅還高2個數量級。這種新型二維材料，在智能裝備、航空航天、能源儲存和環境治理等諸多領域應用潛力巨大，是重要的戰略新興材料。然而，如何實現高質量石墨烯的高效率、規?；苽湟恢笔侵萍s其大規模應用的關鍵難題。
其實，石墨烯是天然存在于自然界中的，制備的理想解決方案是從天然鱗片石墨出發，將其在特定溶劑液相中剝離成石墨烯。換句話說，由于石墨烯是疏水的，需要在剝離的環境液體中加入大量活性劑，否則難以剝離。
展開 壁虎腳趾在運動中的機械形變會導致其表面微納結構與基底接觸的狀態變化，從而由良好的結合狀態（強范德華力、高黏附力）通過剝離的裂紋擴展機制變為脫離狀態（弱范德華力、低黏附力）。這賦予了壁虎快速可逆可切換的摩擦黏附能力。目前，針對干、濕交變等復雜作業環境，開發具有壁虎腳機械剝離機制特性的仿生智能摩擦黏附材料迫在眉睫。
中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室材料表界面課題組多年來致力于仿生濕黏滑智能界面的設計與構筑。近日，該課題組成功制備得到具有機械響應自剝離特性的智能壁虎腳黏附材料。研究人員通過耦合表面微結構（蘑菇狀硅彈性體）、界面黏附化學（鄰苯二酚基濕黏附共聚物膠）和材料機械形變（響應性水凝膠），開發了一種對溫敏性仿生多層智能黏附器件（SPSA），動態機械變形誘發界面接觸狀態變化，進而實現了水下黏附可逆調控。
圖1. 基于機械響應剝離機制的仿生壁虎腳濕黏附智能器件作業演示圖
研究人員通過使用界面軟接觸黏附力儀測量系統原位表征了SPSA器件與基底表面的動態接觸過程，成功捕獲到接觸界面的裂紋擴展和剝離邊界演變過程（圖2）。通過黏附力測試與接觸力學分析，發現SPSA能夠在干態、濕態環境下通過本體材料的機械變形引發的剝離機制實現黏附力的可逆調控。并且，黏附力與形變曲率半徑的關系是0.5的標度律，且SPSA可在干態與濕態條件下連續可逆循環使用20次以上。
研究人員將具有光熱響應特性的納米粒子整合到器件中，所設計的器件能夠在近紅外激光的輻照下成功實現與壁虎腳趾類似的接觸貼合、形變剝離、脫附的過程，并用于水下物件的抓取與轉移。
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2、超聲波清洗技術
利用20-40kHz高頻聲波產生的空化效應，形成微射流沖擊塑件表面，深入縫隙剝離油污和灰塵。該技術操作簡單，對塑件表面無損傷，適合復雜結構件（如帶凹槽的塑膠外殼、精密齒輪）的批量清洗，常配合水基或溶劑基清洗液使用，清洗時間5-30分鐘即可見效。
其實現方式為“逐層剝離”算法：程序讀取鋪層總數后，在上、下相鄰鋪層之間自動插入獨立的 Cohesive 層幾何體，每層厚度為 0.001 mm。
這層疏松的氧化鎳層阻礙了焊料與純鎳的有效金屬互化物（IMC）結合，最終導致焊點容易剝離，出現拒焊和縮錫現象。
四、改善建議
基于溯源結果，提出三項針對性工藝整改建議：
優化ENIG工藝參數： 嚴格管控浸金槽的藥水活性與浸金時間，避免對鎳層造成過度攻擊。
加強鍍層厚度管控： 調整化學鎳和浸金的工藝配比，改善目前鍍層整體偏薄的現狀。
這種測試主要驗證材料熱膨脹系數不匹配導致的界面剝離、裂紋等失效模式。對于電信級光模塊，溫度范圍可能更寬，以適應惡劣的室外環境。
?高溫高濕測試：評估濕氣侵入對光模塊的影響，通常采用85°C/85%相對濕度的條件，持續測試1000小時以上。
高濕環境會導致金屬部件腐蝕、材料降解等問題，特別是對光接口的污染敏感。該測試對評估光模塊在潮濕地區的適用性尤為重要。
磨床專用切削液配方中添加了高效滲透劑和分散劑，能快速滲透到砂輪與工件的接觸縫隙，將細磨屑從磨削面剝離，同時通過液體的沖刷力將磨屑帶走并分散在切削液中，防止其沉降吸附，保持磨削區域和設備的清潔，保障磨床加工的精密性。
磨床專用切削液兼顧溫和潤滑與砂輪保護，實現加工順滑性與砂輪壽命的雙重保障。
強度類試驗
4.1 耐寒落球沖擊試驗
條件：-30℃±2℃，≥4h
能量：2.0J沖擊
方法：沖擊后檢查是否開裂、變形、脫落
4.2 剝離性試驗
設備：拉力試驗機
試樣：200mm×50mm，縱橫向各3個
預處理：23℃±2℃，65%±2% RH，24h
方法：180°剝離，速度100mm/min，結果取平均值（N/5cm）
4.3 刮傷力試驗
切削液在金屬加工中的核心作用解析2個月前
切削液具備良好的滲透和沖刷能力，能快速滲透到刀具與工件的切削面，將產生的切屑、磨屑及時剝離并沖刷帶走，保持加工區域和刀具、工件表面的清潔，同時能防止雜質在設備部件上堆積，減少設備故障風險。 防銹作用能有效保護工件和加工設備，避免金屬銹蝕。金屬工件加工后表面會形成新鮮的金屬切面，設備的金屬加工部件也長期暴露在加工環境中，若接觸空氣和水分，極易發生氧化銹蝕，導致工件報廢、設備精度下降。
判別切削液品質的核心指標詳解2個月前
清潔排屑性也不可或缺，優質切削液能快速剝離、分散加工產生的鐵屑、磨屑，避免雜質粘附在工件和設備表面，防止堵塞設備過濾系統。防銹性則要求切削液對加工金屬具備長效防護能力，黑色金屬加工后經切削液處理，常溫下 24 小時以上無銹跡、泛黃，有色金屬無氧化斑點、變色。 穩定與耐用性能指標反映切削液的使用周期與維護成本，是優質切削液的重要特征。
在180納米寬的等離子體槽上方進行傳統單步剝離工藝時，會導致金屬同時沉積在窄光刻膠的兩側壁上，在剝離過程中無法完全去除。相比之下，我們采用兩步剝離工藝，分別定義每個電極，在每次金屬化步驟中保持電極尺寸的剝離區域，從而能夠可靠地制造具有高結構保真度的納米間隙等離子體電極（詳見方法部分的詳細制造工藝）。圖1e展示了所制備MZM的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
去除殘留物后，通過電子束蒸發和剝離工藝沉積并制作350納米厚的分段慢波電極。
我們展示了制備器件的光學顯微鏡照片和掃描電子顯微鏡（SEM）圖像（圖2a–c）。該MZM采用單端驅動推挽配置，由GSG電極驅動，相較于GS配置，可在半電壓下實現"π"相位移。為表征光學與靜態電光性能，我們制備了片上光柵耦合器，通過光纖將光耦合至器件。
