الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۳۱
کد مقاله
MTL031
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
سنجش مقاومت در برابر شکست لایه های نازک بر روی زیر لایه سازگار با استفاده از تست کمانشی کنترل شده
نام انگلیسی
Fracture toughness measurement of thin films on compliant substrate using controlled buckling test
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۵
کلمات کلیدی به فارسی
شکست لایه نازک، مقاومت در برابر شکست، تست کمانشی کنترل شده، ترکیبات بین فلزی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Thin film fracture; Fracture toughness; Controlled buckling test; Intermetallic compound
مرجع به فارسی
آموزشگاه علم مواد و مهندسی، دانشگاه تکنولوژی نانیانگ، سنگاپور، الزویر
مرجع به انگلیسی
School of Materials Science and Engineering; Elsevier
کشور
سنگاپور
سنجش مقاومت در برابر شکست لایه های نازک بر روی زیر لایه سازگار با استفاده از تست کمانشی کنترل شده
چکیده
لایه های نازک و ساختارهای چند لایه به طور فزاینده ای در صنعت به کار گرفته شده اند. یکی از ویژگیهای مکانیکی مهم این لایه‌های نازک مقاومت در برابر شکست میباشد، که می‌تواند کاملاً متفاوت از ارزش شناخته شده نمونه حجیم یا بزرگ بواسطه خصیصه‌های ریز ساختاری آن باشد. در طراحی به سمت انعطاف پذیری ابزار و مقاومت در برابر خراشیدگی، به طور مثال، مقاومت در برابر شکست به عنوان یک پارامتر مهم قابل توجه به شمار می‌آید. تحقیق جاری یک طرح مورد تست، با استفاده از آزمایش کمانشی کنترل شده به منظور مشخص نمودن مقاومت در برابر شکست لایه های نازک شکننده که منطبق با زیر لایه‌های سازگار تهیه شده‌اند، را ارائه می‌دهد. به هنگامی که این لایه تحت تنش قرار می‌گیرد، ترک خوردگیهای کانال‌مانند یکنواخت به صورت موازی با یکدیگر شکل می‌گیرند. کرنش یا تغییر سطح نسبی شکستگی بحرانی را می‌توان با اندازه گیری جابجایی صفحه تاشده محاسبه کرد. بر این اساس، می‌توان مقاومت در برابر شکست را با کمک محاسبه آنالیز اجزای محدود به دست آورد. به هنگامیکه زیرلایه تحت آزمایش حالت دفرمه شدگی پلاستیکی را تجربه نمود، نرخ انتشار انرژی با توجه به میزان حالت شکل پذیری افزایش خواهد یافت. در این مقاله، جهت نشان دادن ماهیت اصلی طرح مورد آزمایش، مقاومت در برابر شکست دو لایه نازک ترکیبات بین فلزی Cu-Sn ارائه گردیده است.
کلمات کلیدی: شکست لایه نازک، مقاومت در برابر شکست، تست کمانشی کنترل شده، ترکیبات بین فلزی
مقاومت شکست لایه های نازک کمانشی
۱- مقدمه
لایه های نازک و ساختارهای چندلایه به طور فزاینده ای در کلیه بخش های صنعتی مدرن در حال بکارگیری می‌باشند. به طور مثال در صنعت نیمه هادی ها، ادوات و خطوط میان اتصالی به وسیله تکنولوژی های لایه نازک بسیاری ساخته می‌شوند. در یک لنز نوری، چندلایه ها به منظور حاصل آمدن عملکردهای مختلف تحت پوشش قرار می‌گیرند، نظیر مقاومت در برابر خراشیدگی، موارد ضد انعکاس و غیره. نمایشگرهای کریستال مایع و ادوات انتشار نور ارگانیک به طور معمول یک لایه شفاف اکسید رسانا (TCO) را به عنوان یک الکترود به خدمت می‌گیرند. TCO ها معمولاً از اکسیدهای شکننده نظیر اکسید قلع- ایندیوم (ITO) یا اکسید روی – ایندیوم (IZO) ساخته می‌شوند. پوشش های مقاوم در برابر سایش فوق سخت به صورت متوالی در ابزارهای برش مهندسی پیشرفته و روال های ایمپلنت یا کاشت بیوپزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی و قابلیت اطمینان این لایه‌های نازک و چندلایه‌ها و درک درست از آنها نیازمند داشتن دانش خصیصه‌های مکانیکی این مواد با ویژگی لایه نازک میباشد. این خصیصه ها شامل ضریب الاستیسیته یا کشسانی، سختی، استحکام و مقاومت در برابر شکست می‌باشند. ضریب کشسانی و سختی را می‌توان از طریق ایجاد یک حالت تورفتگی یا کنگره شدگی نانو بر روی لایه نازک حاصل آورده و آن را مورد سنجش قرار داد. علی الخصوص، ضریب کشسانی یک ماده در برابر ریز ساختار آن غیرحساس میباشد، بنابراین می‌توان از داده های موجود که از یک نمونه حجیم به دست آمده است استفاده نمود. با این وجود، مقاومت در برابر شکست، ممکن است کاملاً متفاوت از مقدار بدست آمده از نمونه حجیم باشد، چراکه این مقوله در برابر ریزساختار حساس خواهد بود. با توجه به لایه های نازک که به صورت معمول به ضخامت یک میکرومتر یا کمتر می‌رسند، دانه بندی مربوطه نیز معمولاً در مرتبه یک میکرومتر یا کمتر خواهد بود. نمونه های دارای شکست متعارف، از طرف دیگر، در مرتبه ده‌ها یا صدگان میلی‌متر با دانه بندی قرار داشته که حداقل یک مرتبه بالاتر از یک میکرومتر خواهد بود.
…
مقاومت شکست لایه های نازک کمانشی
۲- تست کمانشی کنترل شده
۱-۲ روال آزمایشی
تست کمانشی کنترل شده در شکل ۱ نشان داده شده است. نواحی انتهایی کامپوزیت (لایه مربوطه بر روی زیر لایه) یا به صورت رها شده و آزاد میباشد (با پشتیبانی ساده) یا آنکه به صورت گیرافتاده (ساخته شده در داخل) خواهد بود. در آنالیز کنونی، لایه مربوطه به گونه‌ای شکننده میباشد که می‌تواند تنها به صورت ارتجاعی حالت دفرمه شدگی یافته تا آن که به نقطه شکست برسد. زیر لایه مربوطه نیز می‌تواند به صورت کشسان یا پلاستیکی تا نقطه شکست لایه تداوم یابد.
آزمایش جاری از طریق کاربرد روال جابجایی به صورت متوالی حاصل آمده است و برای انجام آن از ماشین تست مکانیکی یا روال های دستی با استفاده از اپراتور و بهره گیری از یک ابزار خاص که می‌توان آن را زیر میکروسکوپ نوری مشاهده نمود، استفاده شده است. همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است، دو ناحیه انتهایی قطعه تحت تست (لایه نازک که بر روی زیر لایه سازگار پوشش داده شده است) به صورت محکم نگه داشته شده‌اند. یکی از لبه‌ها بوسیله گیره به صورت ثابت نگه داشته شده است و در همان حال سر یا لبه دیگر نیز تحت بار قرار می‌گیرد. با افزایش بار، لایه ای که بر روی قسمت دارای تنش قرار گرفته است، به صورت بحرانی تا نقطه ترک خوردگی کشیده می‌شود. ترک خوردگی لایه را می‌توان از طریق تغییر مقاومت، همانند مورد لایه رسانا، بر روی زیرلایه عایق، مورد بررسی قرار داد، یا آنکه آن را تحت مشاهده و بررسی مستقیم با استفاده از میکروسکوپ نوری قرار داد. (شکل۲)
۲-۲ آنالیز شکست لایه نازک بر روی زیر لایه سازگار
۱-۲-۲ راه حل کشسانی
به هنگامی که هر دو مورد لایه و زیرلایه به صورت کشسانی تا نقطه شکستگی لایه باقی می‌مانند، صفحه «لایه – قرار گرفته بر روی- زیرلایه» که تحت تست کمانشی کنترل شده میباشد را می‌توان به عنوان تیر کرنش سطحی که در امتداد محور آن بارگیری شده است مورد آنالیز قرار داد. تئوری کمانشی دفرمه شدگی تیرها در انطباق و همبستگی با حداکثر انحنای خمشی در ناحیه جابجایی از طریق معادلات ذیل خواهند بود:
۲- ۲-۲ راه حل کشسانی- پلاستیکی
به هنگامیکه زیرلایه مربوطه فراتر از محدوده کشسانی گردید، یک ارتباط تنش – کرنش سخت شده خطی – کشسانی تک محوری برای ماده زیر لایه بر مبنای تحقیق جاری به شرح ذیل حاصل می‌شود:
۳-۲-۲ تأثیر دفرمه شدگی پلاستیکی بر روی تمایل جهت ترک خوردگی
شکل ۳ نشان دهنده تأثیر بر روی ارزش میباشد، آن هم به هنگامی که و باشد در حالیکه در صفر تثبیت شده است. ارزش از حالت دفرمه شدگی الاستیکی به دفرمه شدگی پلاستیکی به کلیه ها ارتقا می‌یابد و هرچه میزان حالت پلاستیکی بیشتر باشد. ضریب نیز بیشتر خواهد بود. از نقطه نظر فیزیکی، بازده این زیرلایه در مجاورت ترک خوردگی در حال امتداد، باعث افزایش منافذ ترک خوردگی می‌گردد، بگونه‌ای که احتمال آنکه لایه مدنظر نیز با ترک خوردگی روبرو شود زیاد خواهد بود. این افزایش به هنگامیکه لایه مربوطه سخت تر از زیر لایه آن باشد بیشتر نمود خواهد یافت( با حالت پیوستگی نزدیک تر خواهد بود).
مقاومت شکست لایه های نازک کمانشی
۳- نتایج و مباحث مرتبط با لایه های نازک بین فلزی Cu-Sn
بین Cn و Sn، دو نوع از ترکیب بین فلزی وجود دارد: و . در فرم لایه نازک بر روی زیر لایه های پلیمری با استفاده از روال کواسپاترینگ یا فلزپوشانی کمکی ماگنترون DC شکل می‌گیرد. لایه نازک بین فلزی نیز با استفاده از ته نشست کمکی Cu و Sn و با نسبت اتمی۳:۱ بر روی زیر لایه های پلی‌اتریمید (polyetherimide) (Ultem) شکل گرفته و پس از آن نمونه ها در دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد در محیط گاز نیتروژن خنثی به مدت یک روز تحت حرارت قرار گرفتند. لایه نازک بین فلزی از طریق رسوب گذاری کمکی Cu و Sn با نسبت اتمی۶:۵ بر روی زیر لایه پلی کربنات حاصل آمد. روال حرارت دهی یا آنیلینگ در یک دمای پایین تر ۵۰ درجه سانتی گراد در محیط نیتروژن خنثی به مدت یک روز تداوم یافت.
مقاومت شکست لایه های نازک کمانشی
۴- نتیجه گیری
در این مقاله ما نسبت به تشریح تست کمانشی کنترل شده برای سنجش مقاومت در برابر شکست لایه نازک اقدام نمودیم، جایی که لایه نازک تحت آزمایش بر روی یک زیر لایه سازگار ته نشست گردید. به هنگامی که این زیر لایه ها بوسیله روال سخت شدگی خطی – الاستیکی دفرمه گردیدند، میزان انرژی آزادشده نیز تحت تأثیر دفرمه شدگی پلاستیکی قرار گرفت . این دفرمه شدگی در زیرلایه باعث بوجودآمدن منفذها و ترک خوردگی هایی شده و از اینرو باعث ارتقای سطح انتشار انرژی گردیده است. چنین تأثیری در موادی بیشتر نمود می‌یابد که سخت شدگی کاری کمتری را در عمل داشته که این خود بدان معناست که لایه مشابه، با توجه به زیر لایه سازگارتر، با راحتی بیشتری دچار ترک خوردگی خواهد شد. روال سنجش مقاومت در برابر شکست در دو نوع از لایه های نازک بین فلزی تشریح گردید. نتایج بدست آمده نیز با دیگر داده های انتشاریافته مقایسه شد. روش آزمایشی ما نتایج بسیار پایداری را نشان داده است.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
