薄膜涂层材料的界面强度与寿命

薄膜涂层材料的界面结合强度及其寿命的定量评估，是该类先进材料在工程应用中的瓶颈问题，目前尚无可作定量评价的理论。在工程界被广泛采用的划痕法，实际上是同一的薄膜厚度、划笔尺寸、材料组成等条件下的定性评价方法。并且作为强度值测得的临界载荷，对应于三向压应力状态下的界面剪切破坏，这是与其在工程应用中的实际承载状态完全不同的。本项目拟从界面破坏强度和裂纹扩展行为两个方面着手，以界面应力和界面裂纹应力强度因子为基本参数，考虑应力状态和混合摸态的影响，采用理论分析、实验和数值计算相结合的方法，建立通用的破坏准则和裂纹扩展规律，并提出测定界面破坏强度和裂纹扩展行为的简单实用的实验方法。依据所建立的薄膜涂层界面破坏理论，不仅可以解决薄膜涂层材料结构的可靠性评价问题，还可以通过对界面应力、裂纹应力强度因子和破坏强度、裂纹扩展抵抗力等受各种因数影响的分析,为制造高性能薄膜涂层材料和结构优化提供理论依据。