一、基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价（论文文献综述）
史相如[1]（2019）在《微纳尺度下非晶碳基薄膜的动态接触行为研究》文中指出非晶碳基薄膜（Amorphous carbon films,a-C）具有高硬度、低摩擦系数、优异的耐磨性以及良好的化学稳定性等优点,已作为保护膜在航空航天、工程机械、电子信息和医疗器械等诸多领域得到广泛应用。由于服役工况条件复杂,a-C薄膜常常会承受微纳米尺度下的动态接触,如纳米摩擦、微动损伤和粒子冲蚀等,易导致薄膜的局部损伤与失效,丧失对零件的保护作用,严重时甚至发生零件的失效,因此,开展微纳米尺度下a-C膜的动态损伤行为及机理研究具有重要的现实意义和科学价值。然而,当前常用实验方法难以兼顾微纳米尺度和动态接触的两方面要求,例如,对薄膜摩擦学行为研究常常以长行程的滑动摩擦为主,对力学性能的表征常以准静态纳米压入为主,导致难以准确评价微纳米尺度下薄膜的摩擦失效机制和动态力学性能。近年来,微动磨损与纳米冲击表征手段在研究薄膜微纳米尺度动态接触方面表现出突出的优势。其中,微动磨损可评价极小振幅相对运动（一般<300μm）下材料的损失,已得到越来越多的应用;纳米冲击具有纳米级位移分辨率和高应变速率的优势,被用于快速定性评估薄膜在冲击条件下的性能高低,尤其在评价薄膜冲击疲劳方面得到广泛应用,但是对于纳米冲击物理过程与机制的认识仍较为薄弱。因此,本论文针对非晶碳基薄膜在服役环境中面临的微纳尺度动态接触损伤与失效问题,采用物理气相沉积技术制备了多种厚度、结构与组分的非晶碳膜,系统研究了载荷、气氛等实验条件对其纳米摩擦和微动磨损性能的影响规律,探讨了摩擦磨损失效机制;另一方面,采用纳米冲击方法研究了薄膜的冲击疲劳损伤现象与机理,进一步系统分析了单次纳米冲击实时接触深度变化,建立了相应物理模型,此外,并提出了基于能量分析的动态力学性能（动态硬度、动态韧性）评估方法。具体研究内容如下:（1）纳米摩擦行为。采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了类石墨薄膜（GLC）,研究了膜厚对其微观结构、力学性能以及纳米摩擦学性能的影响。结果表明GLC薄膜中sp2碳原子含量、表面粗糙度和内应力随膜厚增加而提高,薄膜硬度则呈现降低趋势。摩擦系数曲线表明GLC薄膜在低接触载荷（200-1000mN）和较短的滑动位移（500?m）下的摩擦过程分为三个阶段:初始阶段、波动阶段以及稳定磨损阶段,其磨损机理主要为磨粒磨损。受自身硬度的影响,薄膜在稳定阶段的摩擦系数随膜厚的增加而提高;当法向载荷提高时,薄膜摩擦系数和比磨损率呈下降趋势。（2）微动磨损行为。基于偏压梯度设计方法,制备了成分结构梯度变化的GLC薄膜,与固定沉积偏压制备的GLC薄膜（常偏压模式）进行了对比研究,分析了其成分、结构、力学性能与微动磨损行为的变化规律。结果表明,虽然两类偏压设计的薄膜拥有相近的表面硬度,但是偏压梯度GLC薄膜具有更加优异的界面结合性能,微动磨损结果显示了由于梯度设计薄膜的独特微观结构和优异力学性能,大幅度降低了其摩擦系数,提高了疲劳寿命。机理分析表明,GLC薄膜的微动磨损过程可分为表面工作区域、中间层过渡区域以及薄膜完全失效区域三个阶段,分别对应于石墨状转移层形成、薄膜断裂与剥离、以及基体的暴露。（3）冲击疲劳行为。采用多次冲击技术对超薄纳米尺度四面体非晶碳基薄膜（ta-C,≤80nm）和微米级a-C和a-C:H薄膜（2.8?m）进行冲击疲劳以及断裂机理研究。ta-C薄膜的纳米冲击结果表明,在低冲击载荷下,80nm厚ta-C薄膜仅在膜内出现剥落,Si基体保持完好,然而5nm厚ta-C薄膜的冲击深度高于Si基体样品,且基体发生断裂,其原因可能是由超薄薄膜较低的均匀性,以及聚集粒子导致的应力集中产生;在高冲击载荷下,两种ta-C薄膜的Si基体都出现了断裂,但冲击抗力远高于Si基体,表明ta-C薄膜的高硬度和承载能力延缓了Si基体的相变和裂纹萌生,提供了良好的冲击保护,且薄膜越厚,效果越显着。对厚a-C和a-C:H薄膜采用高冲击能量的多次微冲击实验,结果表明在冲击作用下a-C:H薄膜结构中的sp3碳原子会向sp2转变,而a-C薄膜的结构基本保持不变;相较于a-C:H,a-C薄膜具有更高的抗冲击开裂的性能,可能归因于其更高的结构稳定性和界面结合强度。（4）动态力学性能。采用单次纳米冲击定量分析了GLC和CrN硬质薄膜的动态接触过程。研究发现,完整的冲击过程包括加速、压入、反弹和减速四个过程。基于能量分析方法计算了GLC薄膜的动态硬度,结果高于准静态条件下的纳米压入硬度值,其原因可归结于薄膜的应变速率敏感性以及塑性变形吸收功的误差干扰。对CrN薄膜的冲击过程中发现,冲击曲线上出现短小的“平台”,对应薄膜中裂纹的产生,采用压痕断裂韧性计算模型评估了薄膜动态断裂韧性(2.75-7.74 MPa·m1/2),与文献报道的结果具有可比性。
张晓蕾[2]（2015）在《超声提高SU-8光刻胶/金属基底界面结合强度研究》文中提出随着MEMS技术的迅速发展,金属微器件的需求量逐渐增加。基于SU-8光刻胶的UV-LIGA技术是制作金属微器件的有效方法之一。在以SU-8光刻胶UV-LIGA技术制作金属微器件的过程中,直接将金属作为基底制作微器件具有工序少、电铸时间短、基底不易损坏等优点。然而,在以金属为基底的SU-8胶光刻过程中,由于SU-8光刻胶与金属基底结合性能较差,容易产生胶体与基体结合失败,进而出现脱落现象,严重时会造成图形的彻底损坏,导致制作失败,因此本文针对SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度低的问题开展研究：对界面结合强度进行了定量评估,并探索了提高界面结合强度的有效方法,这对提高微器件制作的成品率和可靠性具有重要的意义。本文建立了定量测量SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的方法。探讨了几种测量界面结合强度方法的可行性,分别采用垂直拉伸法、压痕法和划痕法对SU-8光刻胶与金属基底的界面结合强度进行了测量,并建立了压痕法和划痕法的理论模型。研究结果表明：垂直拉伸法和压痕法不适合对SU-8光刻胶与金属基底界面实际结合强度进行测量,而划痕法能够较准确地测量SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度。同时,根据聚合物的物理化学特征以及SU-8光刻胶的特点分析了胶层内应力产生的原因,建立了适合于SU-8光刻胶内应力的测量方法和计算模型。考虑到SU-8光刻胶与金属基底的界面结合强度对光刻前烘参数很敏感,本文采用分子动力学的方法研究了前烘温度和前烘时间对界面结合强度的影响及其机理。通过对构建的SU-8光刻胶与Ni基底界面进行分子动力学模拟,得到前烘参数对界面结合性能的影响趋势：随着前烘温度的升高,界面结合强度呈现先增加后小幅度减小的趋势,而前烘时间的增加则会导致界面结合性能的小幅降低。然后,从界面的环戊酮浓度、SU-8分子和环戊酮分子与Ni原子之间的相互作用、温度升高对SU-8光刻胶中溶质SU-8溶解度的影响、不同温度下界面分子间距离以及界面环戊酮分子构型等角度对影响机理进行了分析。研究了超声处理对SU-8光刻胶内应力的影响及其机理。采用弹簧质量系统描述了SU-8光刻胶交联单元的力学行为,并利用自制的超声装置研究了超声时间和超声功率对SU-8光刻胶内应力的影响。实验结果表明：当超声时间小于10min时,内应力逐渐被消除,而当超声时间超过10min时,内应力又有所增加。在0-144W的范围内,超声功率越大,SU-8光刻胶层的内应力消除率越大。另外,研究了超声处理对SU-8光刻胶微结构的影响,实验证明超声处理可以有效地降低SU-8光刻胶微结构中的内应力,从而提高胶层与基底的结合强度。在超声处理降低SU-8光刻胶层中内应力研究的基础上,提出了超声处理提高SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的新方法,并通过实验加以验证。超声处理对界面结合强度的影响主要是由于超声振动的引入降低了SU-8光刻胶层的内应力,进而提高了界面结合强度。界面结合强度随超声振动输入时间的增加呈现先增加后减小的趋势,在10min时达到峰值,界面粘附功达到0.427J/m2,比未超声的结合强度提高了39.5%。另外,在实验研究范围内,随着超声振动输入功率的增大,界面结合强度呈现先增加后降低的趋势。
聂璞林[3]（2009）在《界面断裂韧性与膜基结合性能关系的研究》文中认为涂层与基体的结合性能是膜基结构系统的重要力学性能之一,其表征评价方法多种多样,但目前还没有一种方法可适用于所有的膜基系统。对于致密性较差、且存在较多缺陷的热喷涂层而言,可采用能量法评价体系,即通过界面裂纹扩展能量释放率与应力相角表征热喷涂层与基体的结合性能。相对于载荷法得到的膜基脱离所需临界载荷值,建立在断裂力学基础上的能量法评价结果具有更清晰的物理意义,且更适合表征复合应力状态下的界面结合性能。本文在国家自然科学基金（No. 50601018）和上海市纳米专项基金（No. 0359nm005）资助下,对MoB-CoCr热喷涂层与2Cr13钢基体结合性能进行了系统地研究,对能量法评价体系进行了有益尝试和探讨,主要研究结果如下:采用能量法评价体系时,必须首先知晓涂层的弹性模量,才能采用力学模型计算出界面断裂韧性,而对涂层弹性模量的测量需根据涂层组织结构和性能特点合理地选择测量方法。本文采用纳米压痕法、弯曲法、屈曲法对2Cr13钢和Al块体材料、（Ti,Al）N和Ti薄膜以及MoB-CoCr热喷涂层的弹性模量进行了系统的研究。研究中我们发现,对于宏观上组织结构和性能均匀的块状样品,纳米压痕法和弯曲法均可取得满意的结果。然纳米压痕法测试结果反映的是测试微区的力学性能,对微区组织结构相当敏感,分散性大,且在大压入载荷/深度条件下还受基底材料的影响。对于（Ti,Al）N薄膜/316L不锈钢基体样品,只有当压入深度<10 %膜厚时,基底材料的影响才能忽略,所测得弹性模量值才是可信的,否则为膜层与基底材料共同作用的综合弹性模量。弯曲法测试范围大,测试结果反映的是试样整体的力学性能,数据重复性好。因此,对致密度较差、且存在大量缺陷的MoB-CoCr热喷涂层,弯曲法更适合测量其弹性模量。由于孔隙的存在会降低涂层样品的整体刚度,在局部致密处采用纳米压痕法所测得的弹性模量通常高于反映涂层整体性能的弯曲法所测的弹性模量值。至于屈曲法,则在厚度非常薄的薄膜测量中更具优势。本文利用屈曲法对沉积在107硫化橡胶表面厚度仅100 nm Ti薄膜的弹性模量进行测量,得到弹性模量值为127 GPa。针对MoB-CoCr涂层与2Cr13钢结合性能测量,本文在三点弯曲和四点弯曲试验基础上,设计两套研究方案。三点弯曲试验使用单面涂层试样,并利用涂层弯曲变形产生的拉应力促使裂纹从涂层表面萌生并扩展到膜基界面上。四点弯曲试验使用sandwich结构试样,外层基体中有一预制缺口,且缺口底部靠近膜基界面。四点弯曲试验通过缺口处集中的应力（正应力）作用于界面,促使界面裂纹萌生扩展。利用有限元模型对三点弯曲和四点弯曲试验过程模拟,计算出系统能量的变化及裂纹尖端应力场,结合断裂理论计算出能量释放率与应力相角,完成对涂层与基体结合性能的评价。本文的弹塑性模型分析模型将金属基体塑性变形所耗散的能量考虑到能量释放率的计算模型中,相对于过去传统的四点弯曲法弹性分析模型,更适合于热喷涂层/金属基体系统。两种研究方案对MoB-CoCr与2Cr13钢结合性能评价结果相近似:三点弯曲试验得到能量释放率为73 J/m2、应力相角为36.8 o;四点弯曲试验得到能量释放率为76 J/m2、应力相角为37.1 o。由于涂层与基体材料的物性参数不同,在制备过程中涂层内总存在有残余应力。涂层中残余应力会影响裂纹扩展行为及界面断裂韧性,进而影响能量法结合性能评价。本文通过cohesive单元有限元模型模拟了裂纹在涂层中存在残余应力的条件下沿界面扩展过程,发现残余应力会影响裂纹萌生及扩展所需外力、裂纹长度、挠曲涂层的位移及系统消耗的能量。在利用这些参量评价界面结合性能时,评价的结果必然受到残余应力的影响。本文根据弹性力学,解出涂层中存在残余应力条件下圆形界面裂纹扩展能量释放率的解析表达式。该表达式将加载区作为有一定半径的圆形区域,避免了以往将加载区近似为点所带来的较大计算误差,较点载荷近似模型应用范围更广。此外,该表达式将残余应力引入到分析模型中,更适合分析涂层中有残余应力的情况。利用该表达式和有限元模型,对不同残余应力条件下的能量释放率进行数值分析,结果显示残余应力对能量释放率的影响呈非线性特征,其影响程度受加载区及界面裂纹几何尺寸的影响。
龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和[4]（2006）在《低压气相金刚石薄膜镀膜刀具膜/基附着性能压痕测试分析》文中认为低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具在直流弧光放电等离子体CVD镀膜设备上制备。基底为YG6（WC-6%Co,质量分数）硬质合金刀具。采用洛氏（HRA）、表面洛氏（HRM）、维氏（HV）硬度试验机对所制备的金刚石薄膜刀具进行压痕测试;采用扫描电镜（SEM）观察压痕形貌并定性评价膜/基附着性能。结果表明:所制备的金刚石薄膜镀膜刀具的优选膜/基附着性能压痕测试方法是表面洛氏压痕法;优选测试条件为采用120°金刚石圆锥压头,测试加载载荷441N。
宋金亮,汪灵,龙剑平,张湘辉[5]（2006）在《低压气相金刚石薄膜涂层刀具膜/基附着性能测试方法研究进展》文中认为较全面介绍了金刚石薄膜涂层刀具膜/基结合强度的定性和定量测试与表征方法。定性方法主要有划痕法、压痕法、超声波法等,其操作简单、结果直观,但实验结果不精确并且缺乏可比性;定量方法主要有粘接拉伸法、刮剥式测量法、纳米压入法、内涨鼓泡法、梁弯曲法等,这些方法不同程度地提高了测量的准确性和精确度,但试验条件要求苛刻、设备复杂、薄膜样品制备困难等问题限制了其广泛应用。总的来看,采用单一方法直接用于金刚石薄膜刀具膜/基附着强度的有效表征还有较大的困难。因此,需要在前人工作基础上,通过研究这些方法的优势互补,或者通过新方法研究,建立综合评价金刚石薄膜的膜/基界面结合强度的有效与合理方法,为金刚石薄膜硬质合金刀具的制备提供科学依据。
简小刚,陈明,孙方宏,张志明,沈荷生[6]（2004）在《基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价》文中研究说明根据内涨作用下薄膜发生鼓泡变形的原理,开发了 1 种新的适用于金刚石膜附着强度精确定量评价的测试系统。并在传统的硅平面加工工艺的基础上发展了 1 种新的在沉积好的基片上制备自支撑窗口试样的方法,该方法可以保证在刻蚀基底形成自支撑窗口的同时不会损坏到薄膜。通过实验,实现了对硅基底金刚石膜结合强度的定量检测,实验得到的薄膜结合强度为 4.287 26 J/m2。实验所测得的附着强度结果与有限元仿真结果类比的吻合,证实了该模型的有效性,从而为金刚石膜的制备工艺优化及其质量的评估提供了可靠的依据和标准,对促进金刚石膜材料的深度开发和工程应用将具有积极的意义。
简小刚,孙方宏,赵国伟,刘国良,陈明[7]（2002）在《金刚石薄膜膜基界面结合强度测量技术的研究进展》文中提出膜基界面结合强度的测量与评价是金刚石薄膜制备与应用关键问题 ,本文介绍了国内外金刚石薄膜膜基界面结合强度的几种典型的测量方法 ,着重探讨了膜基界面结合强度的精确定量测量技术的研究现状以及发展趋势 ,提出了用一种新的内涨鼓泡测量法 ,对复杂形状基体上金刚石薄膜膜基界面结合强度进行精确定量检测 ,为金刚石薄膜的制备工艺优化及其质量的评估提供可靠的依据和标准。
二、基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价（论文提纲范文）
（1）微纳尺度下非晶碳基薄膜的动态接触行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 非晶碳基薄膜概述 |
| 1.2.1 非晶碳基薄膜的成分、结构与分类 |
| 1.2.2 非晶碳基薄膜的性能与应用 |
| 1.2.3 非晶碳基薄膜的制备方法 |
| 1.2.4 非晶碳基薄膜的缺点与改性 |
| 1.3 非晶碳基薄膜滑动摩擦研究现状 |
| 1.3.1 薄膜滑动摩擦磨损理论 |
| 1.3.2 非晶碳基薄膜的摩擦学机理 |
| 1.3.3 非晶碳基薄膜的摩擦学内在影响因素 |
| 1.3.4 非晶碳基薄膜的摩擦学外在影响因素 |
| 1.4 非晶碳基薄膜微动磨损研究概述 |
| 1.4.1 微动磨损基本概念 |
| 1.4.2 微动工况图理论 |
| 1.4.3 非晶碳基薄膜微动磨损研究现状 |
| 1.5 非晶碳基薄膜纳米冲击研究概述 |
| 1.5.1 仪器化纳米压痕仪在非晶碳基薄膜中的应用 |
| 1.5.2 多次纳米冲击对涂层疲劳断裂性能研究发展 |
| 1.5.3 高精度纳米冲击对材料动态力学性能评估研究现状 |
| 1.6 本课题研究内容 |
| 第二章 试验材料与表征方法 |
| 2.1 试验装置与材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.2 薄膜微观结构与形貌表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.3 光学显微镜(OM) |
| 2.2.4 白光干涉仪 |
| 2.2.5 聚焦离子束切割(FIB) |
| 2.2.6 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.7 拉曼光谱仪(Raman) |
| 2.2.8 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3 薄膜力学性能表征 |
| 2.3.1 薄膜基体结合强度评估 |
| 2.3.2 薄膜内应力评估 |
| 2.3.3 准静态纳米压痕测试 |
| 2.4 薄膜动态接触行为表征 |
| 2.4.1 滑动摩擦试验 |
| 2.4.2 微动磨损试验 |
| 2.4.3 纳米冲击试验 |
| 第三章 厚度对非晶碳基薄膜的纳米摩擦学行为影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同厚度非晶碳基薄膜的制备 |
| 3.3 厚度对非晶碳基薄膜的结构与性能影响 |
| 3.3.1 厚度对非晶碳基薄膜的微观形貌和结构影响 |
| 3.3.2 厚度对非晶碳基薄膜的力学性能影响 |
| 3.3.3 厚度对非晶碳基薄膜纳米摩擦学行为的影响 |
| 3.3.4 非晶碳基薄膜在低接触应力下的摩擦磨损机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 偏压梯度非晶碳基薄膜的微动磨损行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 偏压梯度非晶碳基薄膜的制备 |
| 4.3 偏压梯度非晶碳基薄膜的微观结构与形貌表征 |
| 4.4 偏压梯度非晶碳基薄膜的力学行为表征 |
| 4.4.1 偏压梯度GLC薄膜的内应力评估 |
| 4.4.2 偏压梯度GLC薄膜的纳米力学性能评估 |
| 4.4.3 偏压梯度GLC薄膜的结合强度评估 |
| 4.5 偏压梯度非晶碳基薄膜的微动磨损性能及机理研究 |
| 4.5.1 不同沉积偏压GLC薄膜的微动磨损行为研究 |
| 4.5.2 偏压梯度GLC薄膜的微动磨损机理研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 非晶碳基薄膜的冲击疲劳行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纳米冲击对超薄ta-C薄膜的疲劳失效机理与保护作用研究 |
| 5.2.1 超薄ta-C薄膜的制备及表征 |
| 5.2.2 超薄ta-C薄膜的纳米力学行为评估 |
| 5.2.3 超薄ta-C薄膜的纳米冲击行为研究 |
| 5.2.4 超薄ta-C薄膜的失效机制以保护作用分析 |
| 5.3 微冲击对高厚度非晶碳基薄膜的冲击疲劳行为研究 |
| 5.3.1 高厚度a-C和a-C:H薄膜的制备 |
| 5.3.2 高厚度a-C和a-C:H薄膜的纳米力学行为评估 |
| 5.3.3 高厚度a-C和a-C:H薄膜的微冲击行为及断裂分析 |
| 5.3.4 微纳冲击技术目前的状态及未来发展趋势 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 非晶碳基薄膜的动态力学行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高精度纳米冲击过程中的物理模型分析 |
| 6.3 非晶碳基薄膜的动态硬度分析 |
| 6.3.1 纳米冲击曲线分析 |
| 6.3.2 冲击形貌分析 |
| 6.3.3 冲击能量分析 |
| 6.3.4 动态硬度Hd分析 |
| 6.4 硬质涂层的动态韧性分析 |
| 6.4.1 CrN涂层的制备与表征 |
| 6.4.2 CrN涂层的准静态力学性能 |
| 6.4.3 CrN涂层的纳米冲击曲线分析 |
| 6.4.4 CrN涂层的冲击形貌以断裂机理分析 |
| 6.4.5 CrN涂层的动态断裂韧性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 论文总结、创新点与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 论文展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位论文期间发表的论文和其他成果 |
（2）超声提高SU-8光刻胶/金属基底界面结合强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| TABLE OF CONTENTS |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 薄膜/基底界面结合强度的研究现状 |
| 1.2.1 界面结合强度的测量方法 |
| 1.2.2 SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的影响因素 |
| 1.2.3 提高SU-8光刻胶与金属基底结合强度的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 界面结合强度评价方法及其理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜与基底结合强度评价方法 |
| 2.2.1 垂直拉伸法理论模型 |
| 2.2.2 压痕法理论模型 |
| 2.2.3 划痕法理论模型 |
| 2.3 薄膜内应力及其评价方法 |
| 2.3.1 薄膜内应力产生的原因 |
| 2.3.2 内应力的测量方法 |
| 2.3.3 内应力测量的理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度评估方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂直拉伸法测量 |
| 3.2.1 实验研究 |
| 3.2.2 结果分析与讨论 |
| 3.3 压痕法测量 |
| 3.3.1 理论模型 |
| 3.3.2 仿真研究 |
| 3.3.3 实验研究 |
| 3.3.4 结果分析与讨论 |
| 3.4 划痕法测量 |
| 3.4.1 理论模型 |
| 3.4.2 仿真研究 |
| 3.4.3 实验研究 |
| 3.4.4 结果分析与讨论 |
| 3.5 SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度测量方法比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的分子动力学模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分子动力学模拟的理论及方法 |
| 4.2.1 分子动力学模拟 |
| 4.2.2 分子动力学模拟的基本步骤 |
| 4.2.3 分子力场 |
| 4.2.4 热力学系统 |
| 4.2.5 温度控制的方法 |
| 4.3 SU-8光刻胶与金属Ni基底界面结合性能分子动力学模拟 |
| 4.3.1 SU-8光刻胶与金属Ni基底界面模型的构建 |
| 4.3.2 粘附功计算 |
| 4.3.3 前烘参数对粘附功影响的模拟方法 |
| 4.4 SU-8光刻胶与金属Ni基底粘附功的实验测量 |
| 4.5 结果分析与讨论 |
| 4.5.1 前烘温度对界面结合性能的影响 |
| 4.5.2 前烘时间对界面结合性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 超声处理对SU-8光刻胶内应力的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声处理对SU-8光刻胶内应力影响机理研究 |
| 5.2.1 SU-8光刻胶内应力的产生原因 |
| 5.2.2 超声波的作用原理 |
| 5.2.3 超声处理对SU-8光刻胶内应力影响机理 |
| 5.3 超声处理实验 |
| 5.3.1 超声实验装置及实验步骤 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 超声处理对SU-8光刻胶微结构的影响 |
| 5.4.1 实验步骤 |
| 5.4.2 实验过程与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 超声处理对SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超声处理实验 |
| 6.3 超声结果与分析 |
| 6.3.1 超声时间对界面结合强度的影响 |
| 6.3.2 超声功率对界面结合强度的影响 |
| 6.3.3 超声提高SU-8光刻胶与金属基底界面结合强度的新方法 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 作者简介 |
| 附件 |
| 徐文骥老师 |
| 孙伟老师 |
| 邢英杰老师 |
| 马跃老师 |
（3）界面断裂韧性与膜基结合性能关系的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 涂层与基体结合性能评价方法 |
| 1.2.1 载荷法 |
| 1.2.2 能量法 |
| 1.3 涂层弹性模量测量对界面结合性能评价的作用 |
| 1.4 涂层中残余应力对结合性能评价的影响 |
| 1.5 选题背景及研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 涂层弹性模量的测量 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 块体材料 |
| 2.2.2 薄膜材料 |
| 2.2.3 热喷涂层材料 |
| 2.3 拉伸法测试 |
| 2.4 纳米压痕法测试 |
| 2.4.1 纳米压痕法力学分析模型 |
| 2.4.2 块体材料弹性模量的测量 |
| 2.4.3 薄膜弹性模量的测量 |
| 2.4.4 热涂层材料弹性模量的测量 |
| 2.5 弯曲法测试 |
| 2.5.1 弯曲法力学分析模型 |
| 2.5.2 热喷涂层弹性模量的测量 |
| 2.6 屈曲法测试 |
| 2.6.1 屈曲法模型 |
| 2.6.2 Ti 薄膜弹性模量的测量 |
| 2.7 膜基界面结合性能评价中涂层弹性模量测试方法的选择 |
| 2.7.1 各类测量方法的特点 |
| 2.7.2 热喷涂层结合性能分析中涂层弹性模量测量方法的选择 |
| 2.8 本章小结 |
| 2.9 参考文献 |
| 第三章 弯曲法表征涂层与基体的结合性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三点弯曲法评价涂层结合性能 |
| 3.2.1 试样材料与试验方法 |
| 3.2.2 三点弯曲试验 |
| 3.2.3 三点弯曲有限元模型与材料参数 |
| 3.2.4 三点弯曲试验界面裂纹扩展过程有限元分析 |
| 3.2.4.1 界面裂纹萌生临界载荷的判定 |
| 3.2.4.2 弯曲试验有限元模拟 |
| 3.2.4.3 界面断裂韧性的计算 |
| 3.2.5 裂纹萌生临界载荷与涂层弹性模量对临界能量释放率计算结果的影响 |
| 3.3 四点弯曲法评价薄膜（涂层）结合性能 |
| 3.3.1 试样材料与试验方法 |
| 3.3.2 四点弯曲试验 |
| 3.3.3 四点弯曲有限元分析模型 |
| 3.3.4 四点弯曲试验裂纹扩展过程有限元分析 |
| 3.4 三点弯曲与四点弯曲法的特点 |
| 3.5 本章小结 |
| 3.6 参考文献 |
| 第四章 残余应力对界面裂纹扩展的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 界面裂纹几何构型 |
| 4.3 有限元模型 |
| 4.3.1 几何与材料模型 |
| 4.3.2 力学参数无量纲化 |
| 4.3.3 Cohesive 单元力学理论模型 |
| 4.4 残余应力对裂纹扩展行为的影响 |
| 4.4.1 加载方式对裂纹扩展行为的影响 |
| 4.4.2 残余应力对裂纹扩展行为的影响 |
| 4.4.3 残余应力对裂纹扩展过程中消耗外力功的影响 |
| 4.5 残余应力对界面裂纹扩展影响的讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 4.7 参考文献 |
| 第五章 残余应力对界面断裂韧性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 界面裂纹几何模型 |
| 5.3 小挠度弹性理论模型 |
| 5.4 小挠度条件下力学分析 |
| 5.4.1 残余应力对能量释放率的影响 |
| 5.4.2 屈曲临界应力对能量释放率的影响 |
| 5.4.3 中心加载区半径对能量释放率的影响 |
| 5.5 大挠度有限元模型 |
| 5.6 大挠度条件下力学分析 |
| 5.6.1 残余应力对能量释放率的影响 |
| 5.6.2 残余应力对应力相角的影响 |
| 5.7 讨论 |
| 5.8 本章小结 |
| 5.9 参考文献 |
| 第六章 结论及创新 |
| 本文的创新点 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（4）低压气相金刚石薄膜镀膜刀具膜/基附着性能压痕测试分析（论文提纲范文）
| 1 实验方法 |
| 2 实验结果与分析 |
| 2.1 洛氏压痕测试压头的选择 |
| 2.2 洛氏压痕测试 |
| 2.3 维氏压痕测试 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
（5）低压气相金刚石薄膜涂层刀具膜/基附着性能测试方法研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 膜/基附着性能的定性测量技术 |
| 2.1 划痕法 |
| 2.2 压痕法 |
| 2.3 超声波法 |
| 3 膜/基附着性能的定量测量技术 |
| 3.1 粘接拉伸法 |
| 3.2 刮剥式测量法 |
| 3.3 纳米压入法 |
| 3.4 内涨鼓泡法 |
| 3.5 断裂力学法-梁弯曲法[31～33] |
| 4 结束语 |
（6）基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 测量装置的研制 |
| 2.2 薄膜试样的制备 |
| 3 实验结果及讨论 |
| 3.1 金刚石膜附着强度的精确定量测量 |
| 3.2 内涨鼓泡实验结果分析 |
| 3.3 与有限元仿真结果的比较 |
| 4 结论 |
（7）金刚石薄膜膜基界面结合强度测量技术的研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 国内外金刚石薄膜膜基界面结合强度定量测量技术的研究现状 |
| 3 金刚石薄膜膜基界面结合强度定量测量的几种典型方法 |
| 3.1 压痕测量法 |
| 3.2 拉离测试法 |
| 3.3 刻痕测试法 |
| 3.4 刮剥式测量法 |
| 3.5 梁弯曲测试法 |
| 4 内涨鼓泡法定量测量复杂形状金刚石薄膜膜基界面结合强度新技术 |
| 5 结论与展望 |
四、基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价（论文参考文献）
- [1]微纳尺度下非晶碳基薄膜的动态接触行为研究[D]. 史相如. 东南大学, 2019
- [2]超声提高SU-8光刻胶/金属基底界面结合强度研究[D]. 张晓蕾. 大连理工大学, 2015(07)
- [3]界面断裂韧性与膜基结合性能关系的研究[D]. 聂璞林. 上海交通大学, 2009(07)
- [4]低压气相金刚石薄膜镀膜刀具膜/基附着性能压痕测试分析[J]. 龙剑平,汪灵,张湘辉,常嗣和. 材料工程, 2006(09)
- [5]低压气相金刚石薄膜涂层刀具膜/基附着性能测试方法研究进展[J]. 宋金亮,汪灵,龙剑平,张湘辉. 超硬材料工程, 2006(04)
- [6]基于内涨鼓泡实验的金刚石膜附着强度精确定量评价[J]. 简小刚,陈明,孙方宏,张志明,沈荷生. 稀有金属材料与工程, 2004(12)
- [7]金刚石薄膜膜基界面结合强度测量技术的研究进展[J]. 简小刚,孙方宏,赵国伟,刘国良,陈明. 金刚石与磨料磨具工程, 2002(03)