Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В КОНСОЛЬНОЙ СИСТЕМЕ «ПЛЕНКА – ПОДЛОЖКА»

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-3-61-67

Полный текст:

Аннотация

Цель данной работы — анализ напряженно-деформированного состояния в консольной системе «пленка – подложка». В балочном приближении проведен анализ деформаций консольной системы «пленка – подложка» под действием напряжений, возникающих при нанесении пленки. Получены общие формулы для вычисления угловой и линейной деформаций системы при различных значениях модулей упругости материалов подложки и пленки. В отличие от известной формулы Стони полученная авторами формула для угловой деформации консольной системы справедлива при различных значениях толщин пленки и подложки. Формула Стони является предельным случаем предложенной формулы при толщинах пленки, на несколько порядков меньших толщины подложки. Оценено влияние различных модулей упругости на угловую и линейную деформацию консоли, а также на распределение напряжений в системе «пленка – подложка». Показано, что если толщина подложки в 100 раз превышает толщину пленки, то угловая деформация изменяется примерно в два раза при двукратном изменении отношения модулей упругости. Проанализированы измерительные возможности консольного преобразователя напряжений в пленке в угловую деформацию конца консоли. Даны оценки чувствительности преобразователя в зависимости от отношения толщин пленки и подложки. Исследовано влияние неравномерности напряжений по толщине пленки на чувствительность консольного преобразователя. Показано, что полученные формулы для перемещений и напряжений применимы для изучения температурных деформаций и напряжений в системе «пленка – подложка». Для этого в полученных формулах напряжение в пленке следует заменить произведением модуля упругости на изменение температуры и разность коэффициентов теплового расширения материалов пленки и подложки.

Об авторах

В. М. Маркочев
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».
Россия
Москва.


Г. П. Егоров
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».
Россия
Москва.


Список литературы

1. Кемпбелл Д. С. Механические свойства тонких пленок / В кн.: Технология тонких пленок. Т. 2. — М.: Советское радио, 1997. С. 246 – 304.

2. Tamulevicius S. Stres and strain in vacuum deposited thin films / Vacuum. 1998. Vol. 2. P. 127 – 139.

3. Султонов Ш. Д., Юлдашев Н. Х. Роль внутренних механических напряжений в формировании деформационных характеристик поликристаллических пленок p-(bi0,5sb0,5)2te3 / ФИП. 2009. Т. 7. № 1 – 2. С. 123 – 129.

4. Stoney G. G. The Tension of Metallic Films Deposited by Electrolysis / Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 1909. Vol. 82. N 553. P. 172 – 175.

5. Давиденков Н. Н. Об измерении остаточных напряжений в электролитических покрытиях / Физика твердого тела. 1960. Т. 2. № 11. С. 2919 – 2922.

6. Primak W., Monahan E. Cantilever and capacitor technique for measuring dilatation / Rev. Sci. Instrum. 1983. Vol. 54. N 5. P. 544 – 551.

7. Egorov G. P., Volkov A. A., Golstcev V. U. Delamination of Cu and Ti thin films deposited by magnetron sputtering on Cu substrate: Analiysis of reasons / Material Science Forum Vols. 2012. N 706 – 709. P. 2863 – 2868.

8. Добрынин А. В. О применимости формулы Стони для расчета механических напряжений в толстых пленках и покрытиях / Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23. № 18. С. 32 – 36.

9. Маркочев В. М., Кравченко И. О., Шамраев Ю. В. Оценка прочности поврежденных элементов конструкций методом реальных элементов. Основы метода / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1997. Т. 63. № 2. С. 44 – 51.

10. Markotchev V. M., Shamraev Yu. V. Assessment of the integrity of pipes containing circumferential defects using the method of the real elements / Int. J. of Pressure Vessels and Piping. 1999. Vol. 76. P. 581 – 587.

11. Маркочев В. М., Шамраев Ю. В. Расчет прочности поврежденных трубопроводов атомных электростанций методом реальных элементов / Известия вузов. Ядерная энергетика. 1999. № 2. С. 26 – 32.


Для цитирования:


Маркочев В.М., Егоров Г.П. ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В КОНСОЛЬНОЙ СИСТЕМЕ «ПЛЕНКА – ПОДЛОЖКА». Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(3):61-67. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-3-61-67

For citation:


Markochev V.M., Egorov G.P. DEFORMATIONS AND STRESSES IN THE CONSOLE SYSTEM «FILM – SUBSTRATE». Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(3):61-67. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-3-61-67

Просмотров: 118


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)