通常在薄膜/涂層制備過(guò)程中，基體要加熱到一定溫度，冷卻下來(lái)時(shí)，因基體材料和涂層材料的熱膨脹系數(shù)不一樣，而在涂層中存在著殘余應(yīng)力。當(dāng)涂層材料的熱膨脹系數(shù)小于基體材料的熱膨脹系數(shù)時(shí)，涂層中存在著壓應(yīng)力，相反則存在著拉應(yīng)力。在拉應(yīng)力作用下，涂層中易產(chǎn)生裂紋。無(wú)論是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力，都會(huì)在涂層/基體界面間產(chǎn)生剪切應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力大到能克服涂層與基體界面間結(jié)合力時(shí)，涂層就會(huì)沿著界面從基體上剝落下來(lái)。 因熱膨脹系數(shù)差異而導(dǎo)致涂層中的殘余應(yīng)力為宏觀應(yīng)力，不僅取決于熱膨脹系數(shù)差異的大小，而且取決于薄膜/涂層制備時(shí)，基體溫度的高低。除了宏觀熱應(yīng)力外，涂層中還會(huì)存在微觀局部應(yīng)力，局部應(yīng)力往往由于相變、變形不均、涂層中的缺陷等因素引起的。
由基片變形測(cè)量應(yīng)變的主要方法有：
⑴ 固定基片測(cè)量自由端的移動(dòng)；
⑵ 采用不固定的圓形基片，由光學(xué)干涉法測(cè)量基片的變形。
在自由端位移測(cè)量方法中，普遍采用懸臂梁法，基片長(zhǎng)寬比通常大于25，薄膜/涂層厚度在25-250微米之間。自由端位移測(cè)量可采用光學(xué)顯微鏡直接讀取或采用光學(xué)杠桿放大方法以提高測(cè)量精度。園盤(pán)法采用探針輪廓儀或?qū)@盤(pán)放在厚度為25-250um的光學(xué)玻璃平板上由牛頓環(huán)測(cè)出。
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