Ngày nay, màng mỏng kim loại thường được sử dụng làm thành phần chủ chốt trong các hệ thống vi điện tử và vi cơ điện tử, do đó chức năng của các hệ thống này thường phụ thuộc vào tính toàn vẹn cấu trúc của màng mỏng được tích hợp. Do đó, độ bền gãy của màng mỏng trở thành một thông số thiết kế rất quan trọng vì nó định lượng khả năng chống lại sự lan truyền vết nứt của màng mỏng. Cuốn sách này tìm hiểu lý do tại sao độ bền gãy của màng mỏng kim loại tự do lại thấp đáng ngạc nhiên so với kim loại khối và những thông số nào ảnh hưởng đến nó. Độ bền gãy của màng mỏng kim loại tự do lắng đọng hơi vật lý (PVD) được xác định bằng cách thử nghiệm độ phồng của các màng đã được khía trước đó. Những hiểu biết bổ sung về cơ chế gãy được thu thập thông qua các quan sát tại chỗ về biến dạng và sự lan truyền vết nứt dưới kính hiển vi lực nguyên tử. Hiệu ứng độ dày nội tại được phát hiện là nguyên nhân khiến độ dai chịu gãy nhìn chung thấp của màng mỏng kim loại. Mối quan hệ này thoạt nhìn có vẻ trái ngược với trực giác nhưng có thể được giải thích bằng khả năng chống lại sự mỏng đi cục bộ ở phía trước đầu vết nứt tăng lên, đóng vai trò quyết định trong quá trình gãy màng mỏng. Dựa trên những phát hiện này, cuối cùng, các đề xuất được đưa ra về cách cải thiện độ dai chịu gãy của màng mỏng kim loại.

Abstract:

Nowadays, metal thin films are commonly used as key components in microelectronic and microelectromechanical systems, and the functionality of these systems often depends on the structural integrity of the integrated thin films. As a result, the fracture toughness of thin films becomes a very important design parameter because it quantifies the film's resistance to crack propagation. This book explores why the fracture toughness of free-standing metal thin films is surprisingly low compared to bulk metals and what parameters influence it. The fracture toughness of physical vapor deposition (PVD) free-standing metal thin films is determined by bulge testing of previously notched films. Additional insights into the fracture mechanism are gained through in situ observations of deformation and crack propagation under atomic force microscopy. Intrinsic thickness effects are found to be responsible for the generally low fracture toughness of metal thin films. This relationship may seem counterintuitive at first glance but can be explained by the increased resistance to localized crack front thinning, which plays a decisive role in the film fracture process. Based on these findings, suggestions are finally made on how to improve the fracture toughness of metallic films.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Preiß, Eva
Thông tin nhan đề:	Fracture Toughness of Freestanding Metallic Thin Films Studied by Bulge Testing
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Cơ khí - Chế tạo máy
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Nguồn gốc:	https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/166267
Mô tả vật lý:	175p.
Năm xuất bản:	2018