[发明专利]一种评价Cu系金属纳米多层膜材料附着性能的方法

摘要

本发明涉及了一种评价Cu系金属纳米多层膜材料附着性能的方法，该方法采用层片状薄膜试样作为测试样品，采用应变速率可控的纳米压痕仪试验装置，采用纳米压入仪，压头为三棱锥金刚石压头,控制应变速率为0.2s‑1,压入深度为薄膜膜厚的80％或以上，测量在加载结束后压痕截面处膜基间界面裂纹的长度，即可计算出金属纳米多层膜材料的附着能。本方法可以简单、方便、快捷地评价纳米多层膜的附着能，为解决纳米多层膜薄膜附着能力的评估提供了有效途径。

主权项

一种评价Cu系金属纳米多层膜材料附着性能的方法，其特征在于，采用纳米压痕法，以层片状薄膜试样作为测试样品，采用三棱锥金刚石压头进行加载试验；压入试验结束后，采用聚焦离子束技术观察压痕截面形貌，并测得界面径向裂纹的长度a之后，可以利用下述公式(1)计算金属纳米多层膜材料的断裂韧性G；G=(1-v)Hσr2Ec[(1-σc2σr2)+(σv2σr2)(2σcσv+1+v2c-1)]---(1)]]>其中E,H,v分别是薄膜的弹性模量，膜厚和泊松比；σr是薄膜的残余应力；c,σv和σc分别由以下公式(2)，(3)和(4)得到：c＝[1+0.902(1‑v)]‑1   (2)σv=2.5Ehp3π(1-v)a2H---(3)]]>σc=kE12(1-v2)(h*a)2---(4)]]>其中，hp是塑性变形的深度，由实时监测纳米压入过程的载荷‑位移曲线得到；a是界面径向裂纹的长度；k是常数为42.67；h*是指多层薄膜变形中单根位错环扫过的薄膜层的厚度，取决于一次热激活变形中参与变形的薄膜层数。