一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置及其測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置及其測(cè)定方法，屬于材料科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，包括下基板和沉積于下基板上表面的待測(cè)薄膜，在待測(cè)薄膜的一側(cè)設(shè)有壓電傳感器，壓電傳感器由沉積在待測(cè)薄膜一側(cè)側(cè)壁上的壓電材料層及沉積在壓電傳感材料層上、下表面的鉑電極層組成；所述下基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，使用方便，本發(fā)明方法能夠直接采集原始的信號(hào)，避免了使用波導(dǎo)，從而利于后續(xù)分析，且測(cè)試工藝簡(jiǎn)單易行。
【專利說(shuō)明】一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置及其測(cè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置及其測(cè)定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]疇界工程是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的材料科學(xué)中的一個(gè)新興領(lǐng)域。疇界工程的出現(xiàn)，是由于在最近的一些研究工作中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)對(duì)于某些鐵性材料來(lái)說(shuō)它們的疇界處可表現(xiàn)出塊體所不具備的一些極好的性質(zhì)，例如WO3的孿晶界具有超導(dǎo)電性，BiFeO3^ SrT13等材料的疇界處也表現(xiàn)出超高的電導(dǎo)率，而鐵彈性的CaT13其疇界處可以表現(xiàn)出鐵電性。另外，對(duì)于某些材料它們的疇界處還有可能會(huì)表現(xiàn)出多鐵性，即至少同時(shí)具有鐵磁性、鐵電性和鐵彈性中的兩種，人們可以利用這些性質(zhì)制造一些電磁、力磁或電磁力等存在多種作用相耦合的儀器設(shè)備，這對(duì)于一些功能器件的微型化具有重要意義。
[0003]疇界工程材料的制備均需要準(zhǔn)確的檢測(cè)材料的屈服行為，因?yàn)橹挥性谇蟛牧喜啪哂凶罡叩漠牻缑芏?，才能最大的發(fā)揮疇界的功能。相反，在某些設(shè)備當(dāng)中疇界的存在可能不利于其性能的發(fā)揮，這也需要我們對(duì)材料是否屈服作出判斷。單純的力學(xué)測(cè)試方法雖然可以檢測(cè)到薄膜的屈服，但是這些方法通常需要對(duì)薄膜進(jìn)行離線監(jiān)測(cè)，無(wú)法在使役條件下檢測(cè)出薄膜的屈服行為，也不能提供有關(guān)疇界密度的信息；另一方面，傳統(tǒng)的聲發(fā)射測(cè)試方法需要在待測(cè)樣品與壓電傳感器之間使用波導(dǎo)，而波導(dǎo)的存在會(huì)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)弱及波形產(chǎn)生影響，不利于后續(xù)的分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置及其測(cè)定方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，使用方便，該方法能夠直接采集原始的信號(hào)，避免了使用波導(dǎo)，從而利于后續(xù)分析，且測(cè)試工藝簡(jiǎn)單易行。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置，包括下基板和沉積于下基板上表面的待測(cè)薄膜，在待測(cè)薄膜的一側(cè)設(shè)有壓電傳感器，壓電傳感器由沉積在待測(cè)薄膜一側(cè)側(cè)壁上的壓電材料層及沉積在壓電材料層上表面和下表面的鉬電極層組成；所述下基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度。
[0007]還包括沉積在待測(cè)薄膜上表面的上基板，且上基板的長(zhǎng)度與待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度相坐寸ο
[0008]所述壓電材料層與壓電材料層上表面和下表面的鉬電極層的厚度總和小于待測(cè)薄膜厚度。
[0009]所述待測(cè)薄膜為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
[0010]一種在線被動(dòng)檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法，包括以下步驟:
[0011]I)在底部設(shè)有基板的待測(cè)薄膜的一側(cè)側(cè)壁上沉積金屬鉬作為一側(cè)電極，然后在該金屬鉬上沉積壓電材料層，最后在壓電材料層的上表面沉積另一層金屬鉬作為另一側(cè)電極，壓電材料層和壓電材料層上、下表面的金屬鉬層形成壓電傳感器，然后通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬層與外接的信號(hào)分析裝置相連；
[0012]其中，基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度，且壓電傳感器位于基板長(zhǎng)出待測(cè)薄膜的一側(cè)；
[0013]2)當(dāng)待測(cè)薄膜在使役過(guò)程中受到環(huán)境外力作用時(shí)，壓電傳感器檢測(cè)待測(cè)薄膜內(nèi)部形成疇結(jié)構(gòu)時(shí)所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)判斷得到待測(cè)薄膜的屈服點(diǎn)。
[0014]所述待測(cè)薄膜為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
[0015]一種主動(dòng)力學(xué)加載下檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法，包括以下步驟:
[0016]I)將待測(cè)薄膜沉積在一層基板上，再在待測(cè)薄膜上表面沉積一層基板，待測(cè)薄膜上表面的上層基板的長(zhǎng)度與待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度相等，待測(cè)薄膜下表面的下層基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度；
[0017]2)在待測(cè)薄膜的一側(cè)側(cè)壁上沉積金屬鉬作為一側(cè)電極，然后在該金屬鉬上沉積壓電材料層，最后在壓電材料層的上表面沉積一另層金屬鉬作為另一側(cè)電極，壓電材料層和壓電材料層上、下表面的金屬鉬層形成壓電傳感器，然后通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬層與外接的信號(hào)分析裝置相連；
[0018]其中，壓電傳感器位于下層基板長(zhǎng)出待測(cè)薄膜的一側(cè)；
[0019]3)通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜進(jìn)行主動(dòng)力學(xué)加載，當(dāng)載荷超過(guò)待測(cè)薄膜的屈服強(qiáng)度時(shí)，待測(cè)薄膜發(fā)生屈服形成疇結(jié)構(gòu)，壓電傳感器則檢測(cè)待測(cè)薄膜內(nèi)部形成疇結(jié)構(gòu)時(shí)所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)判斷得到待測(cè)薄膜的屈服點(diǎn)、屈服具體過(guò)程及在待測(cè)薄膜中產(chǎn)生疇界密度的高低；
[0020]4)繼續(xù)對(duì)待測(cè)薄膜進(jìn)行主動(dòng)力學(xué)加載，待測(cè)薄膜發(fā)生去疇界行為，壓電傳感器檢測(cè)到此時(shí)待測(cè)薄膜產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)弱判斷疇界運(yùn)動(dòng)方式。
[0021]所述主動(dòng)力學(xué)加載方式包括通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的剪切力、通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的沿垂直方向的壓縮力或通過(guò)上層基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的沿水平方向的拉伸力。
[0022]所述待測(cè)薄膜為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明的裝置在緊挨著待測(cè)薄膜的一側(cè)沉積壓電材料層和金屬鉬層，形成了壓電傳感器，裝置在使役時(shí)能夠通過(guò)該壓電傳感器直接感知待測(cè)薄膜的聲發(fā)射信號(hào)，進(jìn)而判斷其是否屈服。與現(xiàn)有技術(shù)中單純的力學(xué)測(cè)試方法相比，利用本發(fā)明的裝置不僅可以在主動(dòng)力學(xué)加載條件下測(cè)定材料的屈服，而且還可以在使役條件下在線被動(dòng)檢測(cè)材料的屈服行為，同時(shí)可以對(duì)疇界密度進(jìn)行分析。與以往的聲發(fā)射裝置相比，本發(fā)明避免了在待測(cè)薄膜與壓電傳感器之間使用波導(dǎo)，而是壓電傳感器與待測(cè)薄膜直接接觸，不僅避免了波導(dǎo)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的影響，可以直接采集原始的信號(hào)，有利于后續(xù)的進(jìn)一步分析，而且簡(jiǎn)化了測(cè)試工藝。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3?5為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2的裝置結(jié)構(gòu)分別主動(dòng)加載不同的力的示意圖。
[0028]其中，I為上基板；2為下基板；3為待測(cè)薄膜；4為壓電材料；5為鉬電極。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0030]實(shí)施例1
[0031]參見(jiàn)圖1，一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置，包括下基板2和沉積于下基板2上表面的待測(cè)薄膜3，在待測(cè)薄膜3的一側(cè)設(shè)有壓電傳感器，壓電傳感器由沉積在待測(cè)薄膜3一側(cè)側(cè)壁上的壓電材料層4及沉積在壓電傳感材料層4的上、下表面的鉬電極層5組成；所述下基板2的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜3的長(zhǎng)度。
[0032]實(shí)施例2
[0033]參見(jiàn)圖2，一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置，包括下基板2和沉積于下基板2的上表面的待測(cè)薄膜3，在待測(cè)薄膜3的上表面還沉積有上基板1，且上基板I的長(zhǎng)度與待測(cè)薄膜3的長(zhǎng)度相等；在待測(cè)薄膜3的一側(cè)設(shè)有壓電傳感器，壓電傳感器由沉積在待測(cè)薄膜3一側(cè)側(cè)壁上的壓電材料層4及沉積在壓電傳感材料層4的上、下表面的鉬電極層5組成；所述下基板2的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜3的長(zhǎng)度。
[0034]本發(fā)明的裝置在使用時(shí):
[0035]一、在線被動(dòng)檢測(cè)薄膜材料的屈服行為的方法
[0036]參見(jiàn)圖1，通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鋇薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感材料層、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。
[0037]在此設(shè)備的服役過(guò)程中，當(dāng)待測(cè)薄膜受到力的作用時(shí)，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出薄膜的屈服點(diǎn)。
[0038]二、主動(dòng)加載控制功能檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法
[0039]實(shí)施例3
[0040]參見(jiàn)圖3，通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鋇薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感材料層、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，通過(guò)基板對(duì)薄膜進(jìn)行剪切，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出薄膜的屈服點(diǎn)。
[0041]實(shí)施例4
[0042]參見(jiàn)圖4，通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鋇薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感材料層、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，通過(guò)基板對(duì)薄膜進(jìn)行沿厚度方向的壓縮，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出薄膜的屈服點(diǎn)。
[0043]實(shí)施例5
[0044]參見(jiàn)圖5，通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鋇薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感材料層、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，對(duì)上基板進(jìn)行沿板面方向的拉伸，基板將發(fā)生拉伸變形，并導(dǎo)致薄膜發(fā)生變形，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出薄膜的屈服點(diǎn)。
[0045]實(shí)施例6
[0046]通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鈣薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感器材料、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，通過(guò)基板對(duì)薄膜進(jìn)行剪切，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)至IJ，分析屈服過(guò)程中的信號(hào)強(qiáng)弱及復(fù)雜程度便可判斷疇界的稠密程度。
[0047]實(shí)施例7
[0048]通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦酸鈣薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感器材料、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，通過(guò)基板對(duì)薄膜進(jìn)行剪切，屈服后繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行加載，薄膜將發(fā)生去疇界行為，分析聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度便可實(shí)時(shí)的判斷薄膜去疇界的具體方式。
[0049]實(shí)施例8
[0050]通過(guò)磁控濺射或者脈沖激光沉積等手段在硅基板上沉積厚度為20nm的鈦鎳形狀記憶合金薄膜，在薄膜一側(cè)的基板上緊挨薄膜依次沉積金屬鉬、壓電傳感器材料、金屬鉬，通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬與信號(hào)分析裝置相連。然后在待測(cè)薄膜上表面沉積另一層基板材料，通過(guò)基板對(duì)薄膜進(jìn)行剪切，在彈性極限范圍內(nèi)，薄膜將發(fā)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，當(dāng)載荷超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，薄膜便發(fā)生屈服，導(dǎo)致薄膜內(nèi)部形成一定的疇結(jié)構(gòu)。這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，并被壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出薄膜的屈服點(diǎn)。
[0051]綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)要求相對(duì)簡(jiǎn)單，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜材料屈服行為的在線檢測(cè)。將待測(cè)薄膜樣品沉積在基板上之后，在其一側(cè)緊挨其側(cè)表面依次沉積鉬、壓電材料、鉬，組成一個(gè)簡(jiǎn)易的壓電傳感器。待測(cè)薄膜在承受力學(xué)載荷發(fā)生屈服時(shí)，在其內(nèi)部會(huì)形成一定的疇結(jié)構(gòu)，這種疇結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致薄膜側(cè)表面原子的位置發(fā)生突變，產(chǎn)生劇烈的聲發(fā)射信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)被緊挨著薄膜的簡(jiǎn)易壓電傳感器檢測(cè)到，從而判斷出材料發(fā)生了屈服行為；同時(shí)還可以根據(jù)所收集到的聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)弱及復(fù)雜程度來(lái)推測(cè)屈服所產(chǎn)生的疇界密度和進(jìn)一步增加載荷時(shí)去疇界行為的具體變形方式。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置，其特征在于，包括下基板(2)和沉積于下基板(2)上表面的待測(cè)薄膜(3)，在待測(cè)薄膜(3)的一側(cè)設(shè)有壓電傳感器，壓電傳感器由沉積在待測(cè)薄膜(3) —側(cè)側(cè)壁上的壓電材料層(4)及沉積在壓電材料層(4)上表面和下表面的鉬電極層(5)組成；所述下基板(2)的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜(3)的長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定薄膜材料屈服行為的裝置，其特征在于，還包括沉積在待測(cè)薄膜(3)上表面的上基板(I)，且上基板(I)的長(zhǎng)度與待測(cè)薄膜(3)的長(zhǎng)度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測(cè)定薄膜屈服行為的裝置，其特征在于，所述壓電材料層(4)與壓電材料層(4)上表面和下表面的鉬電極層(5)的厚度總和小于待測(cè)薄膜(3)厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)定薄膜屈服行為的裝置，其特征在于，所述待測(cè)薄膜(3)為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
5.一種在線被動(dòng)檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在底部設(shè)有基板的待測(cè)薄膜的一側(cè)側(cè)壁上沉積金屬鉬作為一側(cè)電極，然后在該金屬鉬上沉積壓電材料層，最后在壓電材料層的上表面沉積另一層金屬鉬作為另一側(cè)電極，壓電材料層和壓電材料層上、下表面的金屬鉬層形成壓電傳感器，然后通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬層與外接的信號(hào)分析裝置相連； 其中，基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度，且壓電傳感器位于基板長(zhǎng)出待測(cè)薄膜的一側(cè)； 2)當(dāng)待測(cè)薄膜在使役過(guò)程中受到環(huán)境外力作用時(shí)，壓電傳感器檢測(cè)待測(cè)薄膜內(nèi)部形成疇結(jié)構(gòu)時(shí)所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)判斷得到待測(cè)薄膜的屈服點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種在線被動(dòng)檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法，其特征在于，所述待測(cè)薄膜為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
7.—種主動(dòng)力學(xué)加載下檢測(cè)薄膜材料屈服行為的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將待測(cè)薄膜沉積在一層基板上，再在待測(cè)薄膜上表面沉積一層基板，待測(cè)薄膜上表面的上層基板的長(zhǎng)度與待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度相等，待測(cè)薄膜下表面的下層基板的長(zhǎng)度大于待測(cè)薄膜的長(zhǎng)度； 2)在待測(cè)薄膜的一側(cè)側(cè)壁上沉積金屬鉬作為一側(cè)電極，然后在該金屬鉬上沉積壓電材料層，最后在壓電材料層的上表面沉積一另層金屬鉬作為另一側(cè)電極，壓電材料層和壓電材料層上、下表面的金屬鉬層形成壓電傳感器，然后通過(guò)導(dǎo)線將金屬鉬層與外接的信號(hào)分析裝置相連； 其中，壓電傳感器位于下層基板長(zhǎng)出待測(cè)薄膜的一側(cè)； 3)通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜進(jìn)行主動(dòng)力學(xué)加載，當(dāng)載荷超過(guò)待測(cè)薄膜的屈服強(qiáng)度時(shí)，待測(cè)薄膜發(fā)生屈服形成疇結(jié)構(gòu)，壓電傳感器則檢測(cè)待測(cè)薄膜內(nèi)部形成疇結(jié)構(gòu)時(shí)所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)判斷得到待測(cè)薄膜的屈服點(diǎn)、屈服具體過(guò)程及在待測(cè)薄膜中產(chǎn)生疇界密度的高低； 4)繼續(xù)對(duì)待測(cè)薄膜進(jìn)行主動(dòng)力學(xué)加載，待測(cè)薄膜發(fā)生去疇界行為，壓電傳感器檢測(cè)到此時(shí)待測(cè)薄膜產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)該聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)弱判斷疇界運(yùn)動(dòng)方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種主動(dòng)力學(xué)加載下檢測(cè)薄膜屈服行為的方法，其特征在于，所述主動(dòng)力學(xué)加載方式包括通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的剪切力、通過(guò)基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的沿垂直方向的壓縮力或通過(guò)上層基板對(duì)待測(cè)薄膜加載的沿水平方向的拉伸力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種主動(dòng)力學(xué)加載下檢測(cè)薄膜屈服行為的方法，其特征在于，所述待測(cè)薄膜為鐵彈薄膜、鐵電薄膜或形狀記憶合金薄膜。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK104181231SQ201410320627
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】丁向東, 王霄飛, 周玉美, 蘇杰, 孫軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)