「雷人集锦」失效机理与损伤模型( 四 ) 相关概念工程系统发生的失效是由某种特

在工程设计中，疲劳是最难以解决的问题之一，从旋转式轴承和摆动式部件失效，到航天器、船舶和大型土木工程结构如桥梁和建筑物的失效，在电子封装中，焊点、键合丝和镀铜过孔等经常遇到疲劳问题。
疲劳裂纹扩展
一旦裂纹开始萌生，在循环应力作用下，裂纹就会稳定地扩展，直到在所施加应力振幅作用下变得不稳定为止。裂纹扩展速度是一种材料特性，同时它与应力强度因子的循环范围或能量释放速率相关。为保证组件设计安全性，不应让其达到疲劳裂纹扩展寿命，但是在工程部件和结构中，如桥梁、船舶和航天器机身，裂纹扩展特性可以被用来制定检测和维修计划。在电子封装中，硅片材料会有此类失效。
蠕变
当环境温度较高，并有在机械应力作用下，有些材料如热塑性聚合体、焊料和许多金属都会发生随时间而变化的变形，这主要是由于位错上升机理和聚合物链再定位（自扩散），或者是由于晶界滑移晶格间／晶格内的空位迁徙（晶格界面扩散）导致的。
每种蠕变机理所需的激活能都是一种材料特性，并与温度相关。这样在同一材料中，不同温度下会有不同的蠕变机理发生，有时会同时发生一种以上的蠕变机理。
金属在高温条件下应用时，常常需要考虑蠕变设计，如在发电厂燃烧炉／排气炉、核反应压力舱／涡轮中使用的材料。热塑性聚合体在较低温度下也会出现蠕变问题。在电子封装中，焊点和印制电路板基材在焊接温度条件下就会出现蠕变。
应力腐蚀断裂
应力腐蚀断裂是由于材料同时承受机械应力和腐蚀现象作用，而同时出现断裂和腐蚀两种机理相互影响的结果。它是由于在腐蚀发生的表面缺陷处存在应力集中（可量化为应力强度因子），当应力集中达到一临界值时，机械断裂就出现了。虽然在这样的缺陷处的确存在应力集中，但在惰性环境下，应力是不会超过材料发生机械断裂所需的临界值的。所以从本质上说，应力腐蚀降低了材料的断裂强度，这个过程是互相促进的，也就是说，机械和化学力的共同综合作用导致了裂纹的扩展，如果只一个力单独作用，是不会出现同样的结果的。
磨损
磨损是在接触力作用下，两个相互接触的表面经历相对滑移运动而产生的材料侵蚀。磨损可以是粘附、研磨、或在液体冷却部件上由于气穴现象而导致冷管的液体侵蚀。磨损率通常是一种材料特性，同时它与材料硬度直接相关。对材料表面进行处理以提高硬度，并提高耐磨损性。磨损侵蚀可以导致材料的均匀脱落，如往复式内燃机发动机中的活塞环的磨损、喷沙或喷丸处理的除锈等。另一方面磨损侵蚀也可能是不均匀的，如齿轮表面的凹坑等。

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