Новый метод оценки деформационно-прочностных свойств металлов в слоях нанометрового диапазона

• Автор: Моисеева, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Структурномеханические аспекты деформации систем твердое покрытие на податливом основании.

1.1.1. Особенности разрушения твердого покрытия

при деформировании полимераподложки.

1.1.2. Механизм разрушения металлического покрытия на полимереподложке.

1.1.3. Количественное описание механизма фрагментации металлического покрытия

1.1.4. Механизм возникновения регулярного микрорельефа

1.2. Основные методы изучения механических свойств

тонких пленок.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
Глава 3. Особенности фрагментации тонкого металлического покрытия при одноосном растяжении полимераподложки.
3.1. Влияние природы природы полимера и его физического состояния на особенности особенности поверхностного структурообразования при деформировании полимерных пленок с металлическим покрытием
3.2. Особенности распределения фрагментов разрушения и его эволюции в процессе деформации полимерных пленок с металлическим покрытием
Глава 4. Исследование основных условий, определяющих фрагментацию и формирование микрорельефа, возникающего при деформировании полимерных пленок с тонким металлическим покрытием
4.1 Влияние толщины покрытия и природы металла на параметры образующегося микрорельефа.
4.2 Влияние скорости растяжения ПЭТФ пленок с тонким золотым покрытием на формирование микрорельефа.
4.3. Влияние природы полимерной подложки на средний размер фрагментов золотого покрытия при деформировании ПЭТФподложки.
Глава 5. Изучение механических свойств металлических покрытий в слоях нанометровой толщины.
5.1 Оценка прочности металла в манометровых слоях.
5.2 Пластическая деформация тонкого металлического покрытия.
5.3 Влияние природы и физического состояния подложки на деформационнопрочностные характеристики металлических
покрытий
Глава 6. Прикладные аспекты методики нанесения металлических покрытий на полимерные пленки.
6.1 Применение подложек с различными микрорельефами поверхности в оптоэлектронике и устройствах отображения информации
6.2. Температурносиловые воздействия на полимерные пленки с металлическим покрытием, как метод создания пленок с регулярным микрорельефом.
6.2.1.Влияние отжига на формирование микрорельефа на поверхности
полипропиленовых пленок с тонким алюминиевым
покрытием.
6.2.2. Особенности возникновения и формирования микрорельефа и фрагментации покрытия при растяжении предварительно отожженных
пленок ПП с тонким алюминиевым покрытием.
Выводы.
Литература


В работах 5, 6, показано, что при одноосном растяжении системы каучук твердое покрытие возникают одновременно два явления возникновение волнообразного микрорельефа на поверхности полимера и регулярное дробление покрытия на фрагменты рис. Исследование большого количества образцов показало, что указанные явления имеют общий характер и не зависят от природы материала подложки ПЭТФ, ПЭ, ПП, ПВХ, каучук и др. Покрытие может быть нанесено ионно плазменным путем или термическим напылением 5. Во всех случаях при деформировании систем наблюдалось регулярное разрушение покрытия РРП и возникновение регулярного микрорельефа РМР, ориентированного вдоль направления вытяжки. Появление регулярного микрорельефа на поверхности рассмотренных систем может быть реализовано не только прямой вытяжкой полимерных пленок, имеющих твердое покрытие, но и усадкой предварительно ориентированных пленок рис. Рис. Электронные микрофотографии образцов натурального каучука с тонким платиновым покрытием а образец растянут на при комнатной температуре б тонкий слой платины был нанесен на растянутый при комнатной температуре образец НК, после чего был освобожден из зажимов растягивающего устройства. В работе 6 проведен подробный теоретический анализ причин возникновения микрорельефа и выведено соотношение для его длины волны. Как было отмечено выше, микрорельеф, возникающий при прямом растяжении образца, ориентирован вдоль оси растяжения Авторы работы 6 объясняют этот экспериментальный факт тем, что для реализации рассматриваемого явления необходимым условием является напряжение, приводящее к сжатию жесткого покрытия. Как известно, при растяжении каучукоподобных полимеров, практически не изменяется их объем, а происходит существенная боковая контракция сжатие, которая и приводит к сжатию покрытия в направлении, перпендикулярном оси растяжения полимера. В результате сжатия твердое покрытие теряет устойчивость, что приводит к возникновению соответствующего рельефа. Вывод о том, что именно сжатие ответственно за возникновение микрорельефа является, по мнению авторов 6, принципиально важным для понимания рассматриваемого явления. Авторы отмечают широкую распространенность физических явлений, имеющих место при сжатии сильно анизодиаметрических тел, каковым, несомненно, является тонкое твердое покрытие. В работе были получены зависимости совокупной длины фрагментов разрушения покрытия от степени вытяжки системы и от температуры. Кроме того, получены зависимости плотности трещин разрушения от степени вытяжки и от истинного напряжения в системе. Для теоретического анализа экспериментальных данных авторы использовали модели, разработанные для фрагментации волокон, включенных в полимеры. Несмотря на то, что возможность передачи напряжения в композитах отличается от передачи напряжения в системах полимер покрытие, сильное сходство наблюдается для обоих случаев, если рассматривается локальное межфазное взаимодействие. Механизм разрушения металлического покрытия на полимере подложке. В работах , теоретически рассмотрены возможные механизмы разрушения жесткого покрытия на податливом основании для полимеров, находящихся в каучукоподобном состоянии. В случае однородного деформирования полимера подложки на начальных этапах разрушения при малых удлинениях полимера подложки решающий вклад во фрагментацию покрытия вносят поверхностные микродефекты, характерные для любого реального твердого тела, которые инициируют разрушение покрытия в местах своей локализации. Такого рода дефекты , располагаются в покрытии случайным, хаотическим образом, что и вызывает нерегулярное , случайное разрушения покрытия. Однако, после этого начального, случайного разрушения покрытия начинается весьма интересный и уникальный процесс дальнейшего разрушения каждого из возникших фрагментов. Дело в том, что после начального распада покрытия на фрагменты процесс растяжения подложки продолжается, и вследствие этого каждый образовавшийся фрагмент остается под нагрузкой. Напряжение в каждом возникшем фрагменте распределено крайне неравномерно. На концах фрагмента напряжение, очевидно равно нулю. По мере удаления от концов напряжение в каждом фрагменте покрытия растет и достигает своего максимума точно в его центре.