薄膜厚度对蒸发制备Cu膜内应力的影响

文章采用电子薄膜应力分布测试仪 ,对薄膜厚度随 Cu膜内应力的变化进行了研究。同时用 X射线衍射 ( XRD)技术测量分析了薄膜的微结构以及 Cu膜的微结构对其应力的影响。研究结果表明 :随着薄膜厚度的增加 ,蒸发制备的 Cu膜内应力由张应力变为压应力 ,压力差也逐渐减小 ,且内应力分布随膜厚的增加趋于均匀 ,Cu膜结晶明显 ,晶粒逐渐长大     

Fe/Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.     

退火温度对Ag-MgF2 颗粒膜结构和内应力的影响

报道用电子薄膜应力分布测试仪测量退火温度对Ag-MgF2复合颗粒薄膜内应力的影响,结果表明,退火温度在400℃,薄膜平均应力最小,应力分布比较均匀.XRD分析表明,Ag-MgF2复合颗粒薄膜的内应力主要来自Ag晶粒的生长过程,当Ag的晶格常数接近块体时(400℃温度退火60分钟),Ag-MgF2薄膜内应力最小.     

薄膜内应力的分析和计算

应用凝聚体的改进的ＴＦＤ理论和弹性力学方法分析了薄膜内应力的产生机制,给出了理论上计算内应力值的方法。指出薄膜内应力主要是界面电子运动连续条件的必然结果,并给出与实测应力值一致的理论预测结果。     

用拉曼波谱分析金刚石膜的内应力

对拉曼波谱测量金刚石薄膜内应力时存在的差异现象进行了分析。研究表明应力方向和晶体取向的未知,导致多晶金刚石薄膜中应力值与拉曼波谱位移量之间的比例系数难以准确选取,是造成计算出的内应力结果不一致的原因之一。     

磁膜-衬底悬臂梁系统中薄膜应力与应变分析

运用能量极小原理,研究了磁性薄膜-非磁衬底悬臂梁系统的弯曲问题,着重分析了悬臂梁体系的中平面、磁膜内应力和应变与构成悬臂梁的两种材料的几何参数和物理参数的关系,给出了这些参数对磁膜．衬底悬臂梁系统弯曲特性的影响．结果表明,由于磁致伸缩效应是各向异性膨胀,体系的中平面在一般情况下是各向异性的．随着磁膜厚度的增加,中平面迅速下降,同时衬底对磁膜的束缚减小,从而释放了磁膜内应力,即应力减小;而磁膜应变随膜厚增加而增加．材料泊松比对垂直于磁化方向的应力和应变以及中平面的影响较大．但是,对磁化方向的应力、应变中平面的影响很小,这一性质来源于磁化方向上磁膜主动伸缩效应．     

腐蚀疲劳作用下混凝土膨胀内应力分析

为了研究交变荷载对硫酸盐侵蚀混凝土所产生膨胀内应力的影响,引入受交变荷载应力水平及加载频率影响的有效扩散系数,基于Fick第二定律,建立腐蚀与疲劳耦合作用下的扩散反应方程,并采用有限差分法进行求解;在混凝土单轴抗拉强度本构关系的基础上,由膨胀应变计算膨胀内应力,研究交变荷载应力水平、加载频率、外界硫酸盐浓度和水灰比对其膨胀内应力的影响,并应用灰色关联熵对各因素进行分析.结果表明:随交变荷载应力水平、加载频率、水灰比和外界硫酸盐浓度的增加,膨胀内应力产生以及达到极限抗拉强度的时间出现了不同程度的提前,其中,水灰比是影响膨胀内应力的最主要因素;在腐蚀疲劳工况中,混凝土满足设计要求的前提下宜采用较小的水灰比,以提高其耐久性.     

含中心裂纹石墨烯拉伸性能的分子动力学模拟

基于分子动力学方法,采用Tersoff势函数,研究了含中心裂纹扶手椅型单层石墨烯薄膜的破坏过程.得到了相应的应力-应变曲线及破坏形态,分析了裂纹尺寸、应变率以及温度变化对含中心裂纹石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响.研究结果表明:随着裂纹尺寸的增大及温度的升高,石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均减小,裂纹开始扩展时对应的应力减小;随着应变率增大,石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均增加,裂纹的起裂应力及扩展过程中的平均速度均增加;薄膜的破坏均是从中心裂纹附近开始,随着裂纹尺寸、应变率及温度的变化,石墨烯薄膜表现出不同的破坏机制;较高应变率作用下,薄膜中心和边缘处均出现C—C键断裂.     

CVD金刚石薄膜中内应力张／压性质预测的研究

对大量实验测量出的甲烷浓度和衬底温度分别在单因素变化时,金刚石薄膜内应力的变化规律进行了归纳。在此基础上,利用材料科学与相图的思想,对任意给定的甲烷浓度和衬底温度条件下制备的金刚石膜中内应力处于张应力还是压应力的情况进行了分析,绘制出金刚石膜的“内应力状态图”。结果表明：利用“内应力状态图”可以预测内应力的张／压性质,预测分析结果与实验结果一致。     

铁素体-珠光体组织中解理微裂纹形成的细观力学分析

针对铁素体 珠光体钢中解理微裂纹的形成机理,用有限元方法计算了铁素体 珠光体组织细观尺度内应力应变的分布及其随外加宏观应力的变化.研究结果表明,铁素体内的等效应力σe和正应力σ11低于珠光体,但其等效塑性应变εep高于珠光体.在铁素体和珠光体中的等效塑性应变和正应力分布不均匀,在某些铁素体 珠光体边界处存在较高的塑性应变和正应力集中,在某些珠光体中也存在较大的正应力,从而使解理微裂纹易于在该处形核并长大.     

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响研究

摘要：采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响.结果表明：多层薄膜中的Ti出现（101）面,TiN的（200）面衍射峰强度在基底温度为600℃时为最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。     

一种面心立方合金的流变应力及应变速率敏感性的表象模型及其计算机模拟

在Ｒ．Ｅ．Ｒｅｅｄ－Ｈｉｌｌ提出的体心立方合金塑性变形总流变应力的物理模型的基础上，建立了一种置换式面心立方合金Ｃｕ—３．１ａｔ．％ Ｓｎ的总流变应力的表象模型．此总流变应力由三项组成，即内应力、有效应力及由于动态应变时效所引起的应力．有效应力和应变速率及温度成指数函数关系．动态应变时效应力遵循修正了的Ｈａｒｐｅｒ关系式．内应力则被假定为以和弹性模量同样的规律随温度而改变．将此模型输入计算机进行模拟计算，所得结果和实验数据吻合很好，说明此模型成功地描述了在７７Ｋ至６００Ｋ温度范围内，合金的总流变应力和应变速率敏感性随温度的变化规律．     

钙钛矿锰氧化物薄膜应变效应的研究进展

钙钛矿锰氧化物薄膜具有庞磁电阻效应和较大的自旋极化率.对其进行深入研究,将有益于促进自旋电子学器件的发展.在对钙钛矿锰氧化物薄膜研究进行总结回顾的基础上,概述了晶格失配、应力和晶格弛豫之间的关系,介绍了应力效应对钙钛矿锰氧化物薄膜的磁电耦合效应、相分离等物理性质的影响,发现薄膜与衬底间的失配应力和薄膜厚度变化引起的应力弛豫是影响薄膜行为的主要因素.研究同时发现,针对钙钛矿锰氧化物薄膜应变效应的界面结构设计、磁电耦合的微观物理机制、器件应用等方面的研究将成为今后的研究热点.     

木材干燥过程中内应力的初步研究

<正>根据在弹性范围以内,木材的应力与应变成正比的原理,对红松和水曲柳两种木材在干燥过程中的内应力变化进行了测试。测试结果表明:木材干燥过程中,内应力发展分为干燥前期的外张内压阶段、干燥中期的应力转化阶段和干燥后期的内张外压阶段。 还测试了落叶松和色木两种木材在终了处理过程中的内应力变化情况,测试结果表明:木材经过终了处理,内应力显著下降。     

平面应变弹塑性问题中面外应力与面内应力的关系

在解线性强化平面应变弹塑性问题时,往往不考虑弹性效应的影响而假定面外应力σ3=0.5(σ1+σ2).为了得到考虑弹性效应影响时的面外应力和面内应力的关系,引入了反映弹塑性变形比例的参数vep,导出了面外应力和面内应力之间的关系式.该关系式表明:面外应力可由面内应力惟一地确定,而且它们之间呈近似线性的分布关系.     

乙烯-四氟乙烯薄膜循环拉伸的黏弹塑性本构模型

对250μm厚乙烯-四氟乙烯(Ethylene-Tetra-Fluoro-Ethylene,ETFE)薄膜进行了单轴循环拉伸试验,通过试验得出ETFE薄膜的应力应变曲线,基于宏观现象和各向同性材料小应变假设,推导了适用于ETFE薄膜单轴循环拉伸第1次加载和卸载的本构方程,编写了采用两步法确定本构方程中参数的程序,利用程序模拟了ETFE薄膜在循环拉伸状态下第1次加载和卸载的应力应变关系.通过与试验得到的应力应变关系对比分析,验证了该本构方程和程序的正确性.提出的ETFE薄膜的本构方程可以较为准确地预测ETFE材料的应力应变关系,为ETFE薄膜结构的分析和计算提供参考.     

东北地区机场混凝土道面温度翘曲试验研究

为了研究我国东北地区机场水泥混凝土道面板板角温度分布规律及温度-应力/应变关系,依托新建松原查干湖机场道面工程开展道面温度翘曲试验,应用智能温度、应变传感器监测板角不同深度处的温度与应变、应力日间变化和季节性变化差异。研究结果表明:板内温度-应变增量日间变化规律具有明显的滞回特性,且板顶同一点横向温度-应变增量滞回圈面积比纵向的大;板内应力的日间变化具有近似周期性波动特征,波动峰值滞后温度波动峰值约1h,且任一时间板内同一点纵、横向应力相差不大。板内温度及应变、应力受季节性环境温度影响显著,随环境温度的降低,板内正、负温度梯度的日间交替持续时间有明显变化;板内温度-应变增量滞回圈面积逐渐减小;板顶最大压应力逐渐减小,最大拉应力几乎不受影响。     

ETFE薄膜单轴和双轴拉伸试验与分析

采用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)薄膜哑铃形试件,进行单轴拉伸试验,得到了工程中常用的ETFE薄膜的力学参数(屈服强度、屈服应变、切线模量和割线模量);在考虑ETFE薄膜粘弹塑性效应特征的前提下,应用应变能等效的方法计算ETFE薄膜等效弹性模量,结果表明计算得到的等效弹性模量介于切线模量和割线弹性模量之间.研制了一种专用于ETFE薄膜双轴拉伸试验的装置,并进行了系列试验;基于正交异性薄膜理论推导出薄膜双向解耦的独立弹性常数计算列式.根据ETFE薄膜双轴拉伸应力-应变曲线,求得厚度为250μm的ETFE薄膜在双边应力比为1:1的工况下的耦合模量为1163 MPa;由正交异性理论计算得该薄膜的解耦模量为814.2 MPa,与单轴拉伸试验得到的等效弹性模量相近.     

混凝土材料的SHPB实验技术研究

为提高混凝土材料的SHPB实验结果的精度和可比性,结合混凝土的实验过程,对波导杆的弥散效应、试件内应力应变均匀性和试件的径向惯性效应进行了研究。研究结果表明:一维应力波假定和均匀性假定基本满足,混凝土试件是否有足够时间使应力应变达到均匀,取决于混凝土试件的最大应变值和应变率;实验中采用脉冲整形技术和恒应变率实验技术,并选用三波公式处理实验数据,可以增大混凝土的有效承载时间,减小试件惯性效应对实验结果的影响;当应变率接近或大于104时,需要考虑试件的径向惯性效应。     

不同压强下制备镓-镁共掺杂氧化锌薄膜的性能研究

以镓-镁掺杂的氧化锌(ZnO)陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃基片上沉积镓-镁共掺杂ZnO(ZnO:Ga-Mg)薄膜样品.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的测试表征,研究了压强对ZnO:Ga-Mg样品结构性质和薄膜内应力的影响.结果表明,所有薄膜样品均为六角纤锌矿晶体结构并具有(002)择优取向生长特性,压强对其结晶性能和内应力具有明显的影响.当压强为3.5 Pa时,ZnO:Ga-Mg薄膜样品具有最强的(002)衍射峰、最大的平均晶粒尺寸、最小的张应力和最好的晶体质量.