WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Расчетные значения y исследованных пленок Ag, полученные с помощью выражений (9) и (10), представлены на рис. 6. При вычислении использовались следующие параметры материалов пленки и подложки: µAg = 27 GPa, µSi = 66.5GPa, b = 2.89, = 0.37, = 2.6, kHP = 0.083 MN/m-3/2 [15]. Из рис. 6 видно, что Рис. 5. Зависимость модуля упругости пленок Ag с различным оценка предела текучести из данных наноиндентироваразмером зерна от относительной глубины проникновения индентора. ния хорошо согласуется с расчетной величиной только Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. Исследование механических свойств тонких пленок Ag на кремниевой подложке... для пленок Ag с размером зерна 400 nm. Для пленок [11] R. Saha, Z. Xue, Y. Huang, W.D. Nix. J. Mech. Phys. Sol. 49, 1997 (2001).

с d = 100 и 250 nm наблюдается расхождение между [12] W. Oliver, G. Pharr. J. Mater. Res. 7, 6, 1564 (1992).

экспериментальными и расчетными данными, которое [13] D. Tabor. The hardness of metals. Clarendon Press, London увеличивается с уменьшением размера зерна.

(1951). 175 p.

Как известно, для объемных материалов при уменьше[14] L.B. Freund. J. Appl. Mech. 54, 553 (1987).

нии размера зерна от 1 µmдо 30 nmзависимость Холла– [15] T.H. Courtney. Mechanical behavior of materials. McGrawПетча отличается от классической тем, что показатель Hill, N.Y. (1990). 710 p.

степени при d изменяется от -0.5 почти до нуля [16,17].

[16] М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Успехи механики 2, 1, Наблюдаемый рост предела текучести исследованных (2003).

пленок Ag с уменьшением размера зерна наоборот [17] В.А. Поздняков. ФММ 96, 1, 114 (2003).

имеет более резкий характер, чем y d-1/2. Подобный [18] R. Venkatraman, J.C. Bravman. J. Mater. Res. 7, 8, (1992).

эффект более интенсивного упрочнения с уменьшением размера зерна (y d-1) по сравнению с объемными материалами ранее наблюдался в тонких пленках Al [18].

4. Заключение Методом наноиндентирования проведено измерение твердости и модуля упругости тонких пленок Ag на подложке Si. Показано, что в случае высокой шероховатости поверхности пленок возможно использование нагрузки, при которой глубина проникновения индентора превышает 10% от толщины пленки. При этом применение метода ОФ в сочетании с вычислением истинной твердости позволяет корректно определить механические характеристики тонких пленок на подложке. Проведенные исследования показали, что твердость пленок Ag уменьшается с ростом среднего размера зерна, в то время как модуль упругости остается постоянным.

Данные наноиндентирования использованы для определения предела текучести пленок. Показано, что для пленок Ag с размером зерна 400 nm экспериментальная оценка предела текучести хорошо согласуется с величиной, полученной с помощью модели Никса–Фрейнда и соотношения Холла–Петча. Для пленок с меньшим размером зерна наблюдается значительное расхождение между экспериментальными и расчетными данными.

Список литературы [1] W.D. Nix. Met. Trans. 20A, 2217 (1989).

[2] R.P. Vinci, E.M. Zielinski, J.C. Bravman. Thin Solid Films 262, 142 (1995).

[3] T.L. Alford, L. Chen, K.S. Gadre. Thin Solid Films 429, (2003).

[4] R. Saha, W.D. Nix. Acta Mater. 50, 23 (2002).

[5] J.R. Tuck, A.M. Korsunsky, S.J. Bull, R.I. Davidson. Surf. Coat.

Technol. 137, 217 (2001).

[6] A.M. Korsunsky, M.R. McGurk, S.J. Bull, T.F. Page. Surf.

Coat. Technol. 99, 171 (1998).

[7] T.Y. Tsui, C.A. Ross, G.M. Pharr. Mater. Res. Soc. Symp. Proc.

473, 57 (1997).

[8] Р.А. Андриевский, Г.В. Калинников, N. Hellgren, P. Sandstom, Д.В. Штанский. ФТТ 42, 9, 1624 (2000).

[9] Ю.И. Головин, А.И. Тюрин, В.В. Хлебников. ЖТФ 75, 4, 91 (2005).

[10] Я.М. Сойфер, А. Вердян. ФТТ 45, 9, 1621 (2003).

Физика твердого тела, 2005, том 47, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.