【摘 要】
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薄膜材料的应用愈来愈广泛,它的力学性能对膜基系统的服役行为影响很大,已成为一大研究热点.该文针对屈服强度、残余应力、杨氏模量和泊松比这几种重要的薄膜力学性能,建立了
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薄膜材料的应用愈来愈广泛,它的力学性能对膜基系统的服役行为影响很大,已成为一大研究热点.该文针对屈服强度、残余应力、杨氏模量和泊松比这几种重要的薄膜力学性能,建立了新的测量方法,并利用它们对一种陶瓷膜和一种金属膜的上述性能进行测量和研究,取得了一些有创新性的成果:1.建立了一种利用X射线拉伸试验技术测量具有二维残余应力的附着膜的屈服强度和加工硬化指数的方法——借助X射线应力分析技术和微拉伸设备测量附着膜纵向(加载方向)应力和横向应力与外载应变的关系,进而求其等效应力-等效单轴应变关系,并由此算得它的条件屈服点和加工硬化指数.2.利用上述屈服强度测量方法对Cu膜的屈服强度与退火温度的关系进行研究.3.提出了一种利用弯曲法测量陶瓷膜残余应力沿层深分布的新方法一一逐层剥离薄膜,测量矩形试片的挠度(曲率)变化,进而计算薄膜的残余应力,得到全膜厚平均残余应力和残余应力沿层深的分布.4.建立了一种测量陶瓷膜杨氏模量的新方法——将双面镀膜试片拉伸到膜只发生弹性变形,而基片已经发生塑性变形的区间内卸载,薄膜的残余应力将发生变化,由基片塑性应变量与薄膜残余应力变化量之间的关系可算出膜的杨氏模量.5.提出了一种利用X射线拉伸试验技术测量薄膜泊松比的新方法.6.研究了残余应力的静载弛豫规律,提出了残余应力静态弛豫新判据,建立了残余应力静载弛豫量的计算模型,并进行了实验验证.
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