固體膜-液體膜-基底層合結(jié)構(gòu)變形研究.pdf

1、在固體膜/液體膜/基底層合結(jié)構(gòu)中，若固體薄膜具有壓的本征應(yīng)力，固體薄膜往往會(huì)發(fā)生褶皺或進(jìn)而開(kāi)裂破壞。本文討論了該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定情況。假設(shè)了兩種不同的固體薄膜變形單元，并通過(guò)能量的方法研究表明這兩種不同的變形模式單元能同時(shí)存在，并通過(guò)不同的排列組合成復(fù)雜的圖紋。以變形模式為基礎(chǔ)，給出了固體薄膜中微缺陷擴(kuò)展成裂紋的準(zhǔn)則，并預(yù)測(cè)了產(chǎn)生開(kāi)裂破壞的時(shí)間。 在微小結(jié)構(gòu)中界面的不平整是不能忽略的，本文討論了該結(jié)構(gòu)中液體膜/基底間界面不平整對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)

2、定性的影響，主要是對(duì)固體膜受壓應(yīng)力褶皺平衡的影響。采用攝動(dòng)法考察了液體層較薄的情況下液體膜/基底之間界面不平整對(duì)固體薄膜/液體膜/基底層狀結(jié)構(gòu)能量及平衡穩(wěn)定狀態(tài)的影響。用一擾動(dòng)函數(shù)模擬液體膜/基底間界面的不平整，分別采用正弦函數(shù)模型和分形中自仿射和峰狀界面模型來(lái)模擬液體膜/基底之間的不平整界面。計(jì)算固體膜受力變形前后結(jié)構(gòu)能量的變化，得出在液體膜/基底界面平整情況下的穩(wěn)定狀態(tài)在該界面不平整狀態(tài)下可能成為不穩(wěn)定狀態(tài)，反之在液體膜/基底界面平

3、整情況下的不穩(wěn)定狀態(tài)在該界面不平整狀態(tài)下可能成為穩(wěn)定狀態(tài)；擾動(dòng)函數(shù)的振幅越大，對(duì)結(jié)構(gòu)平衡前后自由能的變化影響越大，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響越大。對(duì)于具有自仿射粗糙的界面，隨著分形維的增大，臨界波數(shù)由于界面粗糙而產(chǎn)生的變化越大，分形維增大到一定值時(shí)，其影響為一定值。對(duì)于具有峰狀粗糙的界面，隨著平均峰間距的增大臨界波數(shù)由于界面粗糙而產(chǎn)生的變化越??；平均峰間距的增大到一定值時(shí)，其影響為一定值。 為了更直觀地討論界面不平整的情況，本文采用