一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械模具技術(shù)研宄領(lǐng)域，具體的涉及一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架。
【背景技術(shù)】
[0002]構(gòu)件在制造加工過程中的各種工藝因素以及加工過程的不均勻塑性變形，溫度的升降和化學(xué)或物理化學(xué)變化等會促使殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。納米壓痕試驗(yàn)法是一種較新的殘余應(yīng)力測試方法，具有極高的力分辨率和位移分辨率，測量過程對工件所造成的破壞小，測量方便、迅速，而且標(biāo)距很小，適于應(yīng)力梯度變化大的場合。目前，基于納米壓痕測試法的模型有Suresh理論模型、Yun-Hee模型、Swadener理論以及Xu模型等，其中Suresh理論模型最為常用。但是Suresh理論模型中的無應(yīng)力試樣很難獲得，該技術(shù)意在獲得無殘余應(yīng)力的薄膜試樣，以便計(jì)算薄膜的殘余應(yīng)力。
[0003]Suresh模型的不足之處在于計(jì)算模型中要求無殘余應(yīng)力的參考試樣，但無殘余應(yīng)力的試樣很難得到。一些科研人員利用線切割的方法，將涂層從基底上切除下來，獲得無應(yīng)力試樣，還有一些人將制備好的涂層進(jìn)行退火處理，獲得無應(yīng)力試樣。但這兩種方法都有一定的缺陷，首先線切割方法不能將涂層與基底完整的剝離，而且機(jī)加工過程的擠壓、摩擦，產(chǎn)熱等會使涂層產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力；退火也不能完全去除其內(nèi)部的應(yīng)力，特別是界面應(yīng)力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決獲得無殘余應(yīng)力薄膜用于納米壓痕法，本實(shí)用新型的目的是提供一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，首先，本實(shí)用新型提供了一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架，所述薄膜支架包括底架和固定架兩部分；
[0006]所述底架為矩形臺，其中間開有矩形凹槽，所述凹槽底部開有第一通孔；
[0007]所述固定架正好與所述底架上的矩形凹槽相匹配，其上開有第二通孔，所述第一通孔與第二通孔為同心圓結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述凹槽為矩形凹槽。
[0009]優(yōu)選地，所述矩形凹槽為正方形凹槽。
[0010]優(yōu)選地，所述第一通孔和/或第二通孔為圓形通孔。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述第一通孔和第二通孔大小相同。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0013]本實(shí)用新型提供的薄膜支架結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能夠輕松方便的獲得的無殘余應(yīng)力的試樣薄膜。
【附圖說明】
[0014]圖1底架不意圖；
[0015]圖2固定架示意圖。
[0016]圖中附圖標(biāo)記如下:
[0017]底架1，固定架2，矩形臺10，凹槽11，第一通孔13，第二通孔21。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及其【具體實(shí)施方式】詳細(xì)介紹本實(shí)用新型。但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)例，應(yīng)包含權(quán)利要求書中的全部內(nèi)容。
[0019]實(shí)施例1薄膜支架結(jié)構(gòu)
[0020]如圖1、2所示，本實(shí)施側(cè)中提供的薄膜支架包括底架I和固定架2兩部分；
[0021]所述底架I為矩形臺10，其中間開有凹槽11，所述凹槽11底部開有第一通孔13 ;本實(shí)施例中選用的矩形臺底架是為了方便操作，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的如棱臺、圓臺等亦屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0022]所述固定架2正好與所述底架I上的凹槽11相匹配，其上開有第二通孔21，所述第一通孔13與第二通孔21為同心圓結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中選用的與底架I上的凹槽11相匹配的固定架2也是為了方便操作，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的其他如略高或略底低于凹槽11的固定架2亦屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]進(jìn)一步地，為了使薄膜試樣放置和取出方便，在另一實(shí)施例中所述凹槽11設(shè)計(jì)為矩形凹槽；更優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成正方形凹槽。
[0024]進(jìn)一步地，為了使薄膜試樣在納米壓痕儀中操作方便，在另一實(shí)施例中所述第一通孔13和第二通孔21設(shè)計(jì)為圓形通孔；更優(yōu)選地，所述第一通孔13和第二通孔21大小相同。
[0025]在一優(yōu)選實(shí)施中，所述底架I尺寸為15*15*6mm ;正方形凹槽13尺寸為10*10*1.5_，第一圓形通孔13的Rl為3.5mm ;固定架2尺寸為10*10*1.5_，第二圓形通孑L 21 的 R2 為 3.5mm。
[0026]薄膜支架試驗(yàn)過程將試樣放置于正方形凹槽13處，待基底去除后，將固定架2蓋到薄膜上，讓其固定。中間通孔圓形區(qū)域薄膜裸露，用于壓痕測試。
[0027]實(shí)施例2薄膜支架應(yīng)用
[0028]銅薄膜的制備工藝
[0029]在雙面拋光的NaCl基底上，采用直流磁控濺射方法制備2000nm厚度的金屬銅薄膜。制備前NaCl基底經(jīng)高純度丙酮清洗之后，采用Ar離子清洗數(shù)分鐘。磁控濺射的本底真空為2*10_4Pa，直流偏壓為20V，Ar氣壓力為0.5Pa，濺射速率為20nm/min。濺射溫度為100C，濺射時間為10min。濺射材料為純度99.9999%的Cu靶。
[0030]無殘余應(yīng)力薄膜的制備方法
[0031]取兩個NaCl作為基底的試樣，一個放于實(shí)施例1自制薄膜支架上，并靜置于去離子水與酒精的1: 3混合溶液中。溶液的高度最好距離高于薄膜支架底架頂端2_左右。另一個作為對照。待NaCl完全溶解，把薄膜和薄膜支架的底架一起取出，吹干。再將薄膜支架的固定架覆蓋在底架上面，固定式樣，即可獲得的無應(yīng)力試樣薄膜。
[0032]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架，其特征在于，所述薄膜支架包括底架和固定架兩部分； 所述底架為矩形臺，其中間開有凹槽，所述凹槽底部開有第一通孔； 所述固定架正好與所述底架上的凹槽相匹配，其上開有第二通孔，所述第一通孔與第二通孔為同心圓結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜支架，其特征在于，所述凹槽為矩形凹槽。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜支架，其特征在于，所述矩形凹槽為正方形凹槽。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜支架，其特征在于，所述第一通孔和/或第二通孔為圓形通孔。
5.如權(quán)利要求1或4所述的薄膜支架，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔大小相同。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可用來獲得無殘余應(yīng)力薄膜的薄膜支架，其中無殘余應(yīng)力薄膜主要是用于納米壓痕法應(yīng)力計(jì)算，所述薄膜支架包括底架和固定架兩部分；所述底架為矩形臺，其中間開有凹槽，所述凹槽底部開有第一通孔；所述固定架正好與所述底架上的凹槽相匹配，其上開有第二通孔，所述第一通孔與第二通孔為同心圓結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的薄膜支架結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能夠輕松方便的獲得的無殘余應(yīng)力的試樣薄膜。
【IPC分類】G01L1-26, G01N1-28
【公開號】CN204422300
【申請?zhí)枴緾N201520095063
【發(fā)明人】王海斗, 徐濱士, 金國, 劉金娜
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月11日