[发明专利]一种测量硬薄膜与软基底界面断裂韧性方法

摘要

一种测量硬薄膜与软基底界面断裂韧性方法，属于工程材料、结构形变及力学实验设备技术领域。该方法利用软基底受压发生向上偏转的屈曲，此时基底的上表面受到拉应力的作用，使得硬薄膜与软基底界面发生脱粘或滑移失效，求得界面失效的临界能量释放率，根据格里菲斯能量准则，将界面失效时的临界能量释放率作为断裂韧性。该方法特别适用于硬薄膜与软基底结构，操作简单、方便。

主权项

1.一种测量硬薄膜与软基底界面断裂韧性的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)将贴有硬薄膜的软基底水平放置在平板上，固定软基底的A端，同时允许B端在水平方向的移动，记录软基底的原长L；2)对软基底的B端施加水平方向的压力，使软基底发生向上偏转的屈曲，并实时观察硬薄膜与软基底的界面直至界面脱粘或者滑移现象出现为止，记录此时软基底在水平方向的压缩量dL；根据格里菲斯能量准则，断裂韧性由能量释放率表征，利用下列公式求得硬薄膜与软基底的界面出现脱粘失效和滑移失效的临界能量释放率分别为：其中，为软基底单位厚度所受的轴力，为软基底中心处的挠度，h_f和h_s分别为硬薄膜和软基底的厚度，E′_f和E′_s分别为硬薄膜和软基底的平面应变模量，下标“f”和“s”分别表示硬薄膜和软基底，η＝h_f/h_s，t＝E′_f/E′_s，∑＝Δ₂/Δ₃，Δ1=tη(1+η)1+tη,]]>Δ2=η[η2+3(1+tη)2],]]>Δ3=1+3(tη1+tη)2.]]>