金刚石膜厚度尺寸对热残余应力的影响

摘要

采用有限元方法对钼基体上不同厚度(20～1 000 μm)金刚石膜的热残余应力进行了全面的模拟与分析,得出了它们在膜内分布的等值线图,研究了金刚石膜厚度尺寸对整个膜内的最大主拉应力和界面处每个应力分量最大值的影响.结果表明:在整个膜内,最大主拉应力的位置出现在膜的表面、界面或侧面,其值随膜厚度的增加而增大;在界面处,最大轴向应力随膜厚度的增加而增大,而最大径向压应力、最大周向压应力和最大剪应力则随膜厚度的增加而减小,其中最大剪应力减幅较小;膜厚度越大时,以上各量随厚度增(减)的速度越慢.其结论对于在金刚石膜的制备中合理地选择厚度、有效地进行应力控制有一定的参考价值.