納米薄膜在沖擊載荷下屈曲的實驗研究及有限元分析.pdf

1、固態(tài)薄膜現(xiàn)已應(yīng)用于多種工程系統(tǒng)，并適合于實現(xiàn)多種功能，例如在傳感器的設(shè)計和微電子機械系統(tǒng)中，薄膜材料是必不可少的部分；在傳動零件中，薄膜材料作為表面涂層可以有效地防止零件的磨損和摩擦。隨著越來越多的領(lǐng)域中都會用到薄膜技術(shù)，國內(nèi)外學(xué)者對于沉積膜層的脫層與屈曲問題也日益關(guān)注，但目前的研究多集中在薄膜結(jié)構(gòu)在靜態(tài)力下的屈曲問題，動態(tài)屈曲問題則相對較少，因此本文的主要工作是研究在軸向沖擊力下，有機玻璃基底上相同厚度各種薄膜的屈曲問題，這一工作對其

2、壽命的預(yù)測具有重要的意義。 在本論文中，為了實時觀測到薄膜結(jié)構(gòu)的表面形貌在沖擊力下的變化，采用單筒視頻顯微鏡和高速CCD對其進行實時拍攝，得到了鈦膜、銅膜、鈦／鎳多層膜在脈沖載荷下的屈曲形貌，并發(fā)現(xiàn)了隨著應(yīng)力的釋放，部分屈曲也會相應(yīng)的釋放；在相同沖擊力下對鈦膜、鋁膜、銅膜、鈦／鎳多層膜進行重復(fù)加載實驗，利用位移傳感器和壓電式力傳感器測量了沖擊端部的力-位移曲線，對比了不同薄膜在相同沖擊力下的屈曲過程以及相同薄膜在循環(huán)加載下的屈曲