柔性基板上金属薄膜若干临界应变值测试方法

摘要

本发明公开了一种柔性基板上金属薄膜若干临界应变值的测试方法，包括对界面结合良好的金属薄膜/柔性基板体系进行微力拉伸，在拉伸过程中，记录金属薄膜的应力-应变曲线和电阻变化-应变曲线，同时通过微观分析连续观察金属薄膜微观组织变化，得到微裂纹百分数-应变曲线。将电阻变化-应变曲线上电阻变化从线性阶段向非线性阶段转变时刻的应变定为临界裂纹萌生应变；将微裂纹百分数-应变曲线中微裂纹百分数反推为零时的理论应变定义为临界裂纹扩展应变；将电阻变化-应变曲线上电阻发生剧增时刻的应变定义为临界裂纹失稳应变。该三个临界应变构成了金属薄膜/柔性基板系统中金属薄膜失效临界应变体系。

主权项

1、柔性基板上金属薄膜若干临界应变值的测试方法，其特征在于，金属材料中内部裂纹的数量及分布通过材料的电阻变化反映出来，在对金属薄膜/柔性基板体系进行拉伸加载并记录电阻变化-应变曲线的同时，通过光学显微镜或扫描显微镜连续观察拉伸过程中金属薄膜的微观组织变化，确定出微裂纹百分数，绘制微裂纹百分数随应变的变化曲线，通过该曲线以及电阻变化-应变曲线上的特征点来确定临界应变；具体包括以下步骤：(1)采用磁控溅射沉积方法将金属薄膜沉积在聚酰亚胺柔性基板上，其弹性应变≥2％；金属薄膜厚度200纳米-20微米；沉积工艺参数为：溅射功率120-180W；溅射偏压-60--80V；本底气压3.0×10-3-4.5×10-3Pa；工作气压Ar0.1-0.3Pa；(2)采用量程为250N的微拉力机测定金属薄膜/柔性基板体系中金属薄膜的应力σ-应变ε曲线，采用电阻测试设备测定金属薄膜电阻相对变化随拉伸过程中应变ε的变化，Δ＝(R-R0)/R0，其中R0为拉伸前金属薄膜的电阻值，R为拉伸过程中金属薄膜的电阻值；即得到εi和εc(3)通过扫描显微镜连续观察拉伸过程中金属薄膜的微裂纹百分数变化，绘制微裂纹百分数f随应变ε的变化曲线；即得到εp；其中，将电阻变化-应变变化曲线上电阻变化从线性阶段向非线性阶段转变时刻的应变定义为临界裂纹萌生应变εi；将微裂纹百分数-应变曲线中微裂纹百分数反推为零时的理论应变定义为临界裂纹扩展应变εp；将电阻变化-应变曲线上电阻发生剧增时刻的应变定义为临界裂纹失稳应变εc。