氧化硅薄膜裂纹形貌及影响因素的研究

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1、命？辞苓在尤大彥ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ硕士学位论文＠氧化娃尊膜裘玟形貌及彩响因紊的研免ｉ仑文题目—作者姓名＾固体力学学科专业城导师姓名二〇—八年五ｊ十七口完成时间－？肀阐科＃技水太＃硕士学位论文＿ｉＩ氧化硅薄膜裂纹形貌及影响因素的研究作者姓名：程赋学科专业：固体力学导师姓名：倪勇教授完成时间二？一：八年五月十七日ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｇｙＡ’

2、ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ翁Ｃｒａｃｋｓｉｎｓｉｌｉｃｏｎｏｘｉｄｅｆｉｌｍｓ：ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓＡｕｔｈｏｒ：ＣｈｅｎＦｕｇＳｐｅｃｉａｌｔ：ＳｏｌｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒｓ：Ｐｒｏｆ．ＮｉＹｏｎｐｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：２０１８．０５．１７中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表

3、或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。刀次作者签名：知签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学，可以采用影印位论文全文数据库》等有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制一致手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。□保密（年）

4、？？顧导作者签名：：师签名０〇‘％丨必〇签字签字日期：日期：｜摘要摘要当薄膜以适当的粘附能结合在基底上时，由于残余拉伸应力的作用，薄膜会同时发生开裂和界面脱层，，从而形成许多不同寻常的裂纹形貌如螺旋、新月以及各种取向的条状。为了研宄形成不同裂纹形貌的力学机制，本文在实验上采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶，将氧化硅溶胶用匀胶机镀在玻璃基底上，并对薄膜层间进行不同处理以改变界面性质，同时改变匀胶机转速来控制薄膜厚度，通过高温干燥的方式引入热应力，得到了大量迥异的裂纹形貌，如直线型裂纹网络、弯曲裂纹网络以及直线型裂纹与弯曲裂纹共存的裂纹网

5、络。光学显微镜和扫描电镜观测显示弯曲裂纹与直裂纹的共存与转变和薄膜裂纹扩展是否伴随界面脱层密切相关。实验上还对薄膜厚度对裂纹形貌的影响进行了专门分析，发现薄膜厚一二度对裂纹存在两方面的影响，是厚度区间改变裂纹整体形貌，是厚度对同种裂纹波长的影响。本文对在不同薄膜厚度下的裂纹整体形貌的改变进行了分析和归类，并特别关注了新月形裂纹的形貌，对在不同薄膜厚度下得到的新月裂纹进一行观测，发现定范围内新月裂纹波长与厚度之间存在线性关系。观测还得到了，对裂纹形成裂纹网络的过程进行了简单分析几种弯曲裂纹的生长过程。随后报一道了些新的特殊形貌的裂纹，并利用本文得出的结论

6、分析了这些特殊形貌裂纹的形成原因，期待未。最后提出了模拟界面脱层与开裂协同演化过程的相场方法来进一步揭示弯曲裂纹形貌形成的更多细节。本文通过实验和测试对理解裂纹形貌的形成机理提供了可靠的支持，为理论和实验上更好理解裂纹形貌做了铺垫。关键词：氧化硅薄膜溶胶凝胶法裂纹形貌界面强度薄膜厚度通道裂纹界面脱层ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＷｈｅｎａｔｈｉｎｆｉｌｍｍｏｄｅｒａｔｅｌｙａｄｈｅｒｅｎｔｔｏａｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｒｅｓｉｄｕａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ

7、ｂｅｔｗｅｅｎｆｉｌｍｃｒａｃｋａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｅｂｏｎｄｉｎｇｌｅａｄｓｔｏｕｎｕｓｕａｌｃｒａｃｋａｔｅｒｎｓｓｕｃｈａｓｓｉｒａｌｓａｌｌｅｓｏｆｃｒｅｓｃｅｎｔｓａｎｄｖａｒｉｏｕｓｌｏｒｉｅｎｔｅｄｓｔｒｉｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｐ，ｐ，ｙｙｐｔｏｓｔｕｄｔｈｅｅｃｈａｎ－ｙｍｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒａｃｋｍｏｒｈｏｌｏｓｉｌｉｃａｓｏｌｒｅａｒｅｄｂｓｏｌｅｌｐ