| 球头压痕确定薄膜模量的等效膜厚法 |
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| 引用本文： | 赵翔,王峰会,郭章新,刘铁军,黄建业,石海波. 球头压痕确定薄膜模量的等效膜厚法[J]. 稀有金属材料与工程, 2012, 41(12): 2223-2227 |
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| 作者姓名： | 赵翔 王峰会 郭章新 刘铁军 黄建业 石海波 |
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| 作者单位： | 西北工业大学,陕西西安,710129 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金，西北工业大学研究生创业种子基金 |
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| 摘 要： | 基于Hertz方程,修正了平头压痕薄膜系统的力学模型,建立了用于评估球头压痕确定薄膜弹性模量的等效膜厚法。采用有限元方法对模型进行计算分析,结果发现,当薄膜弹性模量大于基体时,计算误差小于Ranjana和William(RW)模型[1];当薄膜弹性模量小于基体时,对于较深的压痕计算得到的结果仍然和理论值相符,说明本模型可以用于比较深的压痕情况。另外,研究了薄膜屈服强度和球压头半径对计算结果的影响,结果显示,薄膜的压缩屈服强度越大,等效膜厚法得到的结果越准确;而在同一压痕深度下,较大的压头半径会带来较大的误差,当压痕深度较小时,薄膜的弹性模量受压头半径的影响较小。最后通过TiN/sapphire在球压头和三棱锥压头下的试验,验证了本方法。
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| 关 键 词： | 等效膜厚 薄膜/基体结构 球压头压痕 弹性模量 |
Determination of the Elastic Modulus of Thin Film by Spherical Indentation Based on Equivalent Film Thickness Model |
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| Zhao Xiang , Wang Fenghui , Guo Zhangxin , Liu Tiejun , Huang Jianye , Shi Haibo. Determination of the Elastic Modulus of Thin Film by Spherical Indentation Based on Equivalent Film Thickness Model[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2012, 41(12): 2223-2227 |
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| Authors: | Zhao Xiang Wang Fenghui Guo Zhangxin Liu Tiejun Huang Jianye Shi Haibo |
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| Affiliation: | (Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China) |
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