納米薄膜在沖擊載荷下屈曲的實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)多種功能，例如在傳感器的設(shè)計(jì)和微電子機(jī)械系統(tǒng)中，薄膜材料是必不可少的部分；在傳動(dòng)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(lái)越多的領(lǐng)域中都會(huì)用到薄膜技術(shù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于沉積膜層的脫層與屈曲問(wèn)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(wèn)題，動(dòng)態(tài)屈曲問(wèn)題則相對(duì)較少，因此本文的主要工作是研究在軸向沖擊力下，有機(jī)玻璃基底上相同厚度各種薄膜的屈曲問(wèn)題，這一工作對(duì)其

2、壽命的預(yù)測(cè)具有重要的意義。 在本論文中，為了實(shí)時(shí)觀測(cè)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(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)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(huì)相應(yīng)的釋放；在相同沖擊力下對(duì)鈦膜、鋁膜、銅膜、鈦／鎳多層膜進(jìn)行重復(fù)加載實(shí)驗(yàn)，利用位移傳感器和壓電式力傳感器測(cè)量了沖擊端部的力-位移曲線，對(duì)比了不同薄膜在相同沖擊力下的屈曲過(guò)程以及相同薄膜在循環(huán)加載下的屈曲