[发明专利]测量柔性薄膜模量和密度的装置及方法

说明书

本公开涉及一种测量柔性薄膜模量和密度的装置及方法、电子设备和存储介质，包括：基座、条带、传感器、拉伸驱动器、振动驱动器、计算机设备。条带两侧用于固定待测薄膜。在两种振动模态下，传感器测量条带的振动频率，计算机设备基于两种振动模态确定所述待测薄膜的模量及密度；使得待测薄膜的模量、密度解耦，并且可以同时测量出模量和密度，提高了测量效率。而且，振动驱动器可以在拉伸驱动器的配合下使所产生的两种振动模态在受力方向上有所区别，使得所产生的振动模态更全面，对于确定待测薄膜的模量、密度更具有说服力，也使得本公开实施例中的装置测量的待测薄膜的模量、密度更准确，进而为对材料性质的研究提供更准确的定量数据。

技术领域

本公开涉及测量领域，尤其涉及一种测量柔性薄膜模量和密度的装置及方法、电子设备和存储介质。

背景技术

柔性电子是将无机/有机器件附着于柔性衬底上，形成电路的技术。柔性电子具有轻、薄、柔、小等诸多优点，在医疗健康和重大装备等方面具有广泛应用前景。柔性电子的上述优点归因于所采用衬底为柔软薄膜材料。

在对于材料的研究中，确定材料在各条件下的物理性质是材料研究的基础，也是一个重要的研究方向。因此，在诸如相变、水合和化学反应等过程中，通过实时获得薄膜物理性质，才可以洞察出薄膜材料的性质。

通常，在结构振动中，可以确定多个表征材料性质的材料参量(例如：密度、模量)相互耦合后与该结构振动的关系，却难以将这些材料参量解耦。这也是材料研究中的一个障碍。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种测量柔性薄膜模量和密度的方案。通过本公开可以使柔性薄膜的模量和密度解耦，提高获得柔性薄膜模量、密度的准确性，为对材料研究提供定量数据。

根据本公开的一方面，提供了一种测量柔性薄膜模量和密度的装置，所述装置包括：座、条带、传感器、拉伸驱动器、振动驱动器、计算机设备，其中：

所述条带两端各具有一个固定节点，所述固定节点将所述条带固定于所述基座上，所述条带两侧用于固定待测薄膜；

所述条带与所述传感器连接，所述传感器用于测量所述条带的振动频率，所述固定节点能够固定在所述基座的任一位置上；

所述基座与所述拉伸驱动器连接，所述拉伸驱动器用于对所述基座进行拉伸；

所述振动驱动器与所述条带接触，用于使所述条带产生至少两种振动模态；

计算机设备，用于基于所述两种振动模态确定所述待测薄膜的模量及密度。

在本公开实施例中，振动驱动器可以使得条带产生至少两种振动模态。传感器可以分别测定在这两种振动模态下条带的振动频率。然后，计算机设备可以基于两种振动模态下条带的振动频率确定出待测薄膜的模量及密度，使得待测薄膜的模量、密度解耦，并且可以同时测量出模量和密度，提高了测量效率。而且，振动驱动器可以在拉伸驱动器的配合下使所产生的两种振动模态在受力方向上有所区别，使得所产生的振动模态更全面，对于确定待测薄膜的模量、密度更具有说服力，也使得本公开实施例中的装置测量的待测薄膜的模量、密度更准确，进而为对材料性质的研究提供更准确的定量数据。

在一种可能的实现方式中，所述装置包括：

在所述基座未被拉伸的情况下，在所述条带处于第一固定状态下，所述振动驱动器产生振动以使所述条带产生第一振动模态；所述第一固定状态包括：所述条带一端的固定节点固定在第一预设位置上，所述条带另一端的固定节点固定在第二预设位置上，在所述基座未做拉伸的情况下，所述第一预设位置与所述第二预设位置之间的距离与所述条带长度相等。

这样条带在振动时可以尽量不受到来自振动驱动器以外的力的干扰，为后续测量待测薄膜的模量、密度提供一种标准的振动模态，有利于提高所确定的模量、密度的准确度。

在一种可能的实现方式中，所述装置包括：