W/Al双层膜系的纳米压痕实验及有限元仿真

采用磁控溅射法在CAT.No.7101玻璃基底上沉积了W/Al双层金属膜,并对其进行纳米压痕实验。利用非线性有限元法对压痕过程进行仿真,分析了膜基体系的应力分布。结果表明:磁控溅射法制备的薄膜组织均匀、力学性能好。W/Al双层金属膜系中的W薄膜的弹性模量与硬度平均值分别为75.4335GPa、6.206GPa,其值与块状W材料的相应参数差别较大。仿真曲线与实验结果基本相符,能够反映出膜基体系的力学状态以及应力分布规律。

Cr/Al双层纳米薄膜的力学性能测试及其仿真分析

采用纳米压痕仪测量Cr/Al双层纳米薄膜的力学性能,结合有限元仿真的手段对压痕测试进行模拟。通过实验测出了双层膜的弹性模量值和硬度值随着压深h的不同而表现出一定的变化规律,以及得出了溅射时由于核能粒子的轰击而形成的界面层的厚度及其力学性能特征。有限元仿真是对纳米压痕实验的补充,找出了应力主要集中在压头附近的区域,并且发现了最大应力主要集中在双层膜的下层Al膜中,而非上层膜Cr膜中。