聚合物基透明导电薄膜断裂韧性的测量方法

在航空透明件领域,厚聚合物基底上透明导电薄膜的断裂韧性是量化抗开裂性的关键力学特性,因此基于纳米压痕和通道开裂试验评估了薄膜的断裂韧性。采用磁控溅射法将氧化铟锡(ITO)薄膜沉积在聚碳酸酯(PC)基底上。纳米压痕试验中,纳米压痕在ITO薄膜上引起脆性断裂,通过对所得的载荷-深度曲线进行积分来计算断裂韧性;通道开裂试验中,使用原位拉伸法获得开裂应变,并结合力学模型计算断裂韧性。结果表明,不考虑残余应力时,2种测试方法获得了相对一致的断裂韧性,500 nm厚ITO薄膜的断裂韧性为1.62~1.81 MPa·m^(1/2);对于200 nm以下厚度的薄膜或存在大残余应力的薄膜,宜选择通道开裂试验以确定断裂韧性。