薄膜/基体界面的撕裂实验研究

新型材料大都离不开薄膜。薄膜材料广泛应用在表面工程、界面工程、生物材料以及微纳米机电系统(MEMS)等领域。研究和评估薄膜/基体界面的力学性能-特别是在微尺度下,具有重要的科学研究价值和应用价值。划痕和撕裂是微/纳米尺度薄膜力学性能测量的两种主要方法,而撕裂实验相对简单可行,理论分析模型也相对方便建立。本文系统研究了Al/epoxy/Al2O3体系和Cu/Al2O3体系的撕裂实验,开发出一套微尺度薄膜撕裂的实验设备和方法,得出薄膜厚度、撕裂角度、epoxy层厚度等因素对撕裂力的影响。应用微梁弯曲模型和粘聚力(EPZ)模型,本文从总撕裂力中分离薄膜塑性变形耗散能量,得出了所考察薄膜/基体界面的粘结韧性等力学性能。