硬质合金基体金刚石薄膜综合力学性能定量评价新技术

以硬质合金基体上金刚石薄膜综合力学性能定量评价为目标，开展鼓泡法力学理论模型和试验技术研究。采用分子动力学模拟仿真和有限元耦合技术，从宏观和微观相结合角度分析研究鼓泡机理，建立独立膜变形力学理论模型；通过鼓泡试验，获得独立膜中心挠度与内压力关系曲线，拟合出薄膜的弹性模量和残余应力；从能量转化角度研究膜基界面动态剥离微观机理，建立膜基剥离的判别标准和临界裂纹扩展能量模型；根据鼓泡试验中球冠形独立膜稳定增长特征和内压力变化的临界点，应用临界裂纹扩展能量模型求得界面结合强度。本项目关于鼓泡法力学理论模型研究和鼓泡试验研究以及采用电解加工方法进行圆形独立膜试样制备技术的研究，具有重要的学术理论价值和实际应用价值，使我国在对硬质合金基体上金刚石薄膜综合力学性能进行定量评价方面的研究水平处于国际先进行列，促进金刚石薄膜材料的深度开发和在刀具和各种耐磨器件中的推广应用。