Pt薄膜和PtIr合金線焊接仿真與實(shí)驗研究.pdf

1、隨著人口老齡化問題的加劇，微加工生物電極作為一種典型的植入式醫(yī)療器件被越來越多地應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)中。常采用導(dǎo)電性、耐腐蝕性和生物相容性好的Pt、PtIr作為電極金屬薄膜和導(dǎo)線的材料。微導(dǎo)線和金屬薄膜的連接強(qiáng)度是決定電極可靠性最重要的一個環(huán)節(jié)。這兩種材料均具有高的熔點(diǎn)和硬度，常用的釬焊需引入焊料，無法保證材料的生物相容性；微粘結(jié)接頭的氧化腐蝕會嚴(yán)重影響其可靠性；超聲波焊主要適合于至少一種為低硬度或低熔點(diǎn)材料的連接；激光焊熱效應(yīng)太強(qiáng)，都不適合

2、于薄膜和導(dǎo)線的連接。本文通過仿真和實(shí)驗相結(jié)合的方法對 Pt薄膜和PtIr合金線的平行間隙電阻焊接過程進(jìn)行相關(guān)研究分析。
　?。?）對Pt薄膜和PtIr合金線平行間隙電阻焊接的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了研究。首先研究了薄膜和微導(dǎo)線平行間隙電阻焊接的原理及影響因素。然后對焊接過程中的基本控制方程進(jìn)行了研究，包括電傳導(dǎo)方程、熱傳導(dǎo)方程及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，為焊接的有限元分析提供理論基礎(chǔ)。
　?。?）對Pt薄膜和PtIr合金線的平行間隙電阻焊接過程進(jìn)

3、行了有限元分析。研究分析焊接參數(shù)（焊接時間、焊接電流、電極間隙、電極寬度以及電極壓力）對焊接過程的影響，進(jìn)而探索薄膜和微導(dǎo)線平行間隙電阻焊接接頭的形成機(jī)理。結(jié)果表明，電極壓力、焊接電流和電極間隙對焊接過程的影響較大，而電極寬度及焊接時間對焊接過程的影響較小。平行間隙電阻焊接接頭的形成機(jī)理是：在電極壓力作用下，通過電阻熱的方式產(chǎn)生的原子擴(kuò)散再結(jié)晶連接（固態(tài)鍵合）。
　?。?）對Pt薄膜和PtIr合金線的平行間隙電阻焊接過程進(jìn)行了實(shí)驗