器件韧性镀膜微划痕破坏机理研究

摘要：

对硅基体上之韧性镀膜(铝膜)的粘结强度及破坏机理进行微划痕实验及理论研究,从实验中观察出该体系的破坏特征,进而测量出微划痕水平驱动力、划痕深度随划痕水平位移并伴随有界面脱胶发生时的变化规律.针对微划痕破坏特征,建立了双粘聚力模型,并对由微划痕引起的界面弹塑性脱胶进行了数值模拟,给出界面脱胶时能量释放率随其他材料参数变化的理论预测曲线,并将预测值与文中的铝/硅实验结果及与文献中关于铂/氧化镍的实验结果进行对比,达到基本符合.通过对韧性薄膜/脆性基体的微划痕实验研究和理论分析,获得如下主要结论:(1)韧性膜的微划痕破坏特征为,当划刀尖端接近界面时,将突然发生薄膜沿界面的脱胶现象,并在界面附近脆性基一侧形成界面裂纹并扩展;微划痕的水平驱动力表征了整个薄膜脱胶体系的能量释放率;薄膜或涂层材料的塑性变形对微划痕过程有较强的抑制作用.(2)界面的分离强度和材料的剪切强度对微划痕过程有重要的影响.(3)划痕刀片的几何特征角对刻痕水平驱动力影响不大.

关键词：微划痕实验、水平驱动力、能量释放率、双粘聚力模型

所属期刊栏目：23

分类号：TB3(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金19891180,19925211;中国科学院"百人计划"

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：437-442