纳米金属多层薄膜疲劳行为及其界面效应的研究

本项目拟设计由不同单层薄膜厚度周期组成的具有相同总厚度的金属多层膜材料，并将其制备在具有高弹性和力学稳定性的聚合物基体上，通过比较总厚度相同的不同单层厚度周期多层膜材料及每一组元薄膜材料的疲劳行为，系统研究由于引入不同数量界面的多层膜在循环加载下的疲劳强度、界面相关的损伤行为、位错与界面的交互作用等规律。揭示当金属多层膜的单层厚度进入纳米尺度时多层膜材料的疲劳损伤机理；澄清多层膜中不同数量界面引起的界面约束效应及纳米厚度薄膜引起的疲劳尺寸效应；阐明纳米多层膜中界面数量、微观组织结构、薄膜厚度与其疲劳损伤行为间的关系。研究结果不仅对应用于集成电路高密度金属布线和微电机械系统中的膜基器件的疲劳可靠性评价具有实际意义，且将为建立与材料尺度和界面效应相关的纳米层状材料的疲劳损伤模型提供重要的理论依据。