氧化硅薄膜裂紋形貌及影響因素的研究.pdf

1、當(dāng)薄膜以適當(dāng)?shù)恼掣侥芙Y(jié)合在基底上時(shí)，由于殘余拉伸應(yīng)力的作用，薄膜會(huì)同時(shí)發(fā)生開裂和界面脫層，從而形成許多不同尋常的裂紋形貌，如螺旋、新月以及各種取向的條狀。為了研究形成不同裂紋形貌的力學(xué)機(jī)制，本文在實(shí)驗(yàn)上采用溶膠凝膠法制備二氧化硅溶膠，將氧化硅溶膠用勻膠機(jī)鍍?cè)诓ＡЩ咨?，并?duì)薄膜層間進(jìn)行不同處理以改變界面性質(zhì)，同時(shí)改變勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制薄膜厚度，通過(guò)高溫干燥的方式引入熱應(yīng)力，得到了大量迥異的裂紋形貌，如直線型裂紋網(wǎng)絡(luò)、彎曲裂紋網(wǎng)絡(luò)以及直線型

2、裂紋與彎曲裂紋共存的裂紋網(wǎng)絡(luò)。光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀測(cè)顯示彎曲裂紋與直裂紋的共存與轉(zhuǎn)變和薄膜裂紋擴(kuò)展是否伴隨界面脫層密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)上還對(duì)薄膜厚度對(duì)裂紋形貌的影響進(jìn)行了專門分析，發(fā)現(xiàn)薄膜厚度對(duì)裂紋存在兩方面的影響，一是厚度區(qū)間改變裂紋整體形貌，二是厚度對(duì)同種裂紋波長(zhǎng)的影響。本文對(duì)在不同薄膜厚度下的裂紋整體形貌的改變進(jìn)行了分析和歸類，并特別關(guān)注了新月形裂紋的形貌，對(duì)在不同薄膜厚度下得到的新月裂紋進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)新月裂紋波長(zhǎng)與厚度之間