孔洞化柔性基底對(duì)金屬薄膜力學(xué)性能的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)應(yīng)用到人們生活中，特別是柔性電子材料的產(chǎn)生與發(fā)展，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微納電子的行業(yè)中，如：傳感器，薄膜太陽(yáng)能電池材料，生物材料等廣闊的領(lǐng)域。通過(guò)將金屬薄膜結(jié)合在柔性的基底上，整個(gè)系統(tǒng)能提高微小尺寸的金屬薄膜較低的拉伸斷裂應(yīng)變，擴(kuò)大了微納米尺寸的金屬薄膜的應(yīng)用條件。因此需要不斷的提高自由金屬薄膜的在柔性基底上的斷裂應(yīng)變對(duì)其壽命和使用條件有重要意義。
　　基于以上因素，本文通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)手

2、段研究了柔性基底結(jié)構(gòu)上的金屬薄膜的變形狀態(tài)和斷裂過(guò)程。本文首先通過(guò)有限元軟件（ABAQ US）對(duì)柔性基底進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，使其擁有特殊的力學(xué)性能-呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)的負(fù)泊松比效應(yīng)（“拉脹壓縮”），通過(guò)ABAQUS的python腳本文件前后處理，得以設(shè)計(jì)一定范圍內(nèi)負(fù)泊松比（ν=-0.75左右）的柔性基底結(jié)構(gòu)；其次，我們通過(guò)在柔性基底上引入帶有小型缺口的金屬薄膜進(jìn)行單軸拉伸模擬，在金屬薄膜內(nèi)部加入內(nèi)聚力單元斷裂模型，模擬金屬薄膜在柔性基底上拉伸破壞產(chǎn)

3、生Ⅰ型裂紋的過(guò)程，通過(guò)調(diào)整基底結(jié)構(gòu)的形式來(lái)抑制或延緩金屬薄膜破壞的過(guò)程；最后我們使用雙組分的硅橡膠材料來(lái)制備合適的基底結(jié)構(gòu)，通過(guò)磁控濺射氣相沉積（PVD）金屬薄膜在柔性基底上，并將之放置在自制的小型拉伸裝置，進(jìn)行單軸拉伸，通過(guò)安捷倫精密半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測(cè)量金屬薄膜電阻的變化和使用光學(xué)顯微鏡觀察金屬薄膜裂紋密度的產(chǎn)生與增殖，評(píng)價(jià)其力學(xué)性能的變化。本課題的結(jié)果和分析對(duì)評(píng)估柔性基底上金屬薄膜的受力狀態(tài)和預(yù)測(cè)柔性電子的使用壽命以及對(duì)合理柔性基底