基于应变梯度理论的光栅铝膜本构关系表征及纳米压痕实验

摘要

基于应变梯度理论,提出了一种玻璃基底光栅铝膜本构关系的表征方法.建立了包含基底参数和铝膜参数的本构关系数学模型,并逐一表征了相关参数.进行了79 g/mm中阶梯光栅铝膜的纳米压痕实验,验证了上述本构关系表征过程的正确性.提出了光栅薄膜材料和基底材料都具有尺度效应的假设,并应用纳米压痕实验对铝膜的尺度效应和基底效应进行了实验表征.对光栅铝膜压痕实验与含基底压深实验的结果进行了比较,结果显示,在有无基底条件下,压痕结果在应力方向上相差0.8倍,在应变方向上相差3倍.进行了光栅刻划实验,结果显示压痕实验对刻划实验具有重要的指导作用.研究过程及研究结果表明:理论分析和两种实验可有效地分析光栅刻划过程,有助于在实际光栅刻划过程中减小误差,对光栅刻划的工艺过程具有较好的理论指导意义.