一种测试金属薄膜室温压入蠕变性能的方法

摘要

本发明公开了一种测试金属薄膜室温压入蠕变性能的方法，采用纳米压痕仪在金属薄膜上通过控制应变率和压入深度，保载后得到位移－载荷曲线，转化为应力－应变率曲线，从而测得表征蠕变性能的应力指数，评价金属薄膜的使用稳定性。这种纳米压痕装置一方面可以精确地测量薄膜的力学性能，其载荷和位移精度分别可达到1nN和0.1nm，另一方面由于这种装置可以连续地施加应力，可以快速、有效地得到载荷－位移曲线，对试样本身无破坏性，可进行无损检测。然后通过计算得到真实应力－应变率曲线。

主权项

1、测试金属薄膜室温压入蠕变性能的方法，其特征在于，按下述步骤进行：1)将金属薄膜镀制在刚性基体上，即通过物理气相沉积、化学气相沉积或液相沉积均匀地沉积金属薄膜，温度范围30℃-400℃，金属薄膜的厚度为80nm-20000nm之间；2)通过纳米压痕仪对金属薄膜施加载荷，压入深度小于金属薄膜厚度的1/10，固定加载应变率为0.1s^-1；3)对压入后的金属薄膜保载，保载时间为100s-300s，重复10-30次；4)根据纳米压痕仪给出的位移-载荷曲线，按照公式(1)和(2)得出真实的应力-应变率曲线，求得应力指数n，给出电子薄膜的蠕变稳定性评价； $\stackrel{·}{ϵ}={\mathrm{A\sigma }}^n\exp (-Q/R7)---\left(1\right)$ $\stackrel{·}{ϵ}~\stackrel{·}{h}/h,h\left(t\right)=h_i+a{(t-t_i)}^{1/2}+b{(t-t_i)}^{1/4}+c{(t-t_i)}^{1/8}---\left(2\right)$其中和σ分别为应变率和应力，A是材料拟合系数，R为气体常数8.31J/mol·K，Q是激活能，n为应力指数，即1/m，m为蠕变敏感系数，h(t)为瞬时的压入深度，a、b和c为拟合系数。