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聚酰亞胺基/銅薄膜復合材料

點擊次數:595    發布日期:2016-05-09   本文鏈接:http://www.miribilla.net/news/594.html

      薄膜/基底結構是復合材料科學和電子學中應用很廣。泛的一種結構。在材料加工和使用過程中,殘余應力和外加應力影響下的形變是造成薄膜/基底的界面損傷和破壞的重要原囚.在柔性電子領域中,典型的柔性高分子(如聚酰亞胺)基銅薄膜在應用中需要承受較大的塑性形變。這對該體系的延展性能提出較高要求。

      由于基底對金屬薄膜的作用是通過膜基界面來實現的,較弱的界面結合力會造成變形過程中的界面脫粘,脫層或斷裂,從而嚴重影響銅薄膜的延展性。實驗結果表明。界面結合能力強的柔性高分子基銅薄膜可以承受更大的延伸變形。

      內聚力模型(Cohesive zone model)是模擬膜/基界面的常用力學本構模型。目前,運用內聚力模型模擬膜/基界面已有大量研究,用該模型分析了金屬基陶瓷纖維增強復合材料中基體纖維界面的破壞:在數值模擬的基礎上利用此模型提出了高分子基底的脆性陶瓷薄膜的結合能力和斷裂韌性的評價方法;利用該模型模擬了硅基金屬薄膜體系的撕裂實驗(Peel test),對膜基界面性質進行了合理的描述:的數值模擬同樣采用該模型來研究高分子基底金屬薄膜,指出結合強度大的界面可以抑制金屬薄膜的頸縮失效,從而使金屬薄膜獲得更大的斷裂臨界應變。

      從目前的研究來看,大多數數值模擬都局限于脆性基底或脆性薄膜,針對柔性高分子基金屬薄膜領域的模擬研究很少,而已知的僅有研究將金屬薄膜的斷裂作為膜基體系失效的評價標準。然而,由于金屬和高分子基底的結合是分子鍵結合,這種結合強度較弱,往往小于金屬薄膜的自身強度,所以在膜/基體系形變中界面失效可能先于薄膜失效,而成為主要的失效方式。因此,將界面斷裂作為評價膜/基體系失效的判據更為合理,進而定量描述薄膜在形變過程中的界面損傷演化顯得十分重要.本文采用商業有限元軟件ABAQUS中的內聚力單元(Cohesive element)ts]g她g了這一體系在形變過程中界面損傷的演化過程和破壞機理,著重討論了界面結合強度對界面損傷和破壞的影響,同時研究了界面性質對膜/基體系延展性能的影響。


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