| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-35页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2 纳米级薄膜的制备与应用 | 第14-17页 |
| 1.3 薄膜材料力学性能测试方法的研究现状 | 第17-29页 |
| 1.3.1 传统的薄膜材料残余应力测试方法 | 第17-19页 |
| 1.3.2 新兴的薄膜材料残余应力测试方法 | 第19-23页 |
| 1.3.3 薄膜材料疲劳失效预测的试验方法 | 第23-25页 |
| 1.3.4 纳米级动态载荷法在薄膜材料失效预测中的应用 | 第25-29页 |
| 1.4 薄膜疲劳失效机理与模型 | 第29-32页 |
| 1.5 本文研究意义与主要研究内容 | 第32-33页 |
| 1.6 论文的研究框架 | 第33-35页 |
| 第2章 薄膜材料力学性能测试与模拟方法 | 第35-57页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 微纳米级力学性能测试方法的选择 | 第35-43页 |
| 2.2.1 纳米硬度和弹性模量测试 | 第36-40页 |
| 2.2.2 残余应力测试 | 第40-42页 |
| 2.2.3 疲劳性能测试 | 第42-43页 |
| 2.3 分子动力学仿真模型的建立 | 第43-48页 |
| 2.3.1 软件和参数的选取 | 第43-45页 |
| 2.3.2 分子动力学模拟的主要过程 | 第45页 |
| 2.3.3 模型的建立 | 第45-48页 |
| 2.4 有限元仿真模型的建立 | 第48-54页 |
| 2.4.1 模型几何尺寸的确定 | 第48-49页 |
| 2.4.2 定义材料属性 | 第49-50页 |
| 2.4.3 模型建立 | 第50-54页 |
| 2.5 其他制备和测试设备 | 第54-55页 |
| 2.6 小结 | 第55-57页 |
| 第3章 (Fe-Co-Ni)_x(Ti-Zr-Al)_(100-x)高熵合金MEMS薄膜的力学性能测试 | 第57-77页 |
| 3.1 前言 | 第57页 |
| 3.2 不同成分(Fe-Co-Ni)_x(Ti-Zr-Al)_(100-x)薄膜的微观结构 | 第57-65页 |
| 3.2.1 薄膜的相结构分析 | 第58-59页 |
| 3.2.2 薄膜的表面形貌分析 | 第59-60页 |
| 3.2.3 薄膜的成分分析 | 第60-63页 |
| 3.2.4 薄膜的显微组织分析 | 第63-65页 |
| 3.3 纳米尺度薄膜的力学性能测试 | 第65-68页 |
| 3.3.1 残余应力测试 | 第65-66页 |
| 3.3.2 硬度与弹性模量测试 | 第66-67页 |
| 3.3.3 结合强度测试 | 第67-68页 |
| 3.4 薄膜的疲劳性能测试方法分析 | 第68-75页 |
| 3.4.1 动态加载法测试 | 第69-71页 |
| 3.4.2 纳米冲击法测试 | 第71-75页 |
| 3.5 小结 | 第75-77页 |
| 第4章 软膜/硬基的Cu/Si结构对薄膜力学性能的影响 | 第77-95页 |
| 4.1 引言 | 第77页 |
| 4.2 软膜/硬基Cu/Si薄膜的制备与微观结构分析 | 第77-80页 |
| 4.2.1 薄膜的表面形貌与粗糙度分析 | 第77-78页 |
| 4.2.2 薄膜的相结构与晶粒尺寸分析 | 第78-80页 |
| 4.3 Cu/Si薄膜的力学性能分析 | 第80-86页 |
| 4.3.1 Cu/Si薄膜的残余应力测试 | 第80-84页 |
| 4.3.2 Cu/Si薄膜的疲劳性能测试 | 第84-85页 |
| 4.3.3 损伤机理的探究 | 第85-86页 |
| 4.4 Cu/Si薄膜力学性能的分子动力学模拟与试验验证 | 第86-94页 |
| 4.4.1 压头尺寸对薄膜力学性能的影响 | 第87-91页 |
| 4.4.2 加载速率对薄膜力学性能的影响 | 第91-94页 |
| 4.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第5章 硬膜/软基的TiN/Si结构对薄膜力学性能的影响 | 第95-119页 |
| 5.1 引言 | 第95页 |
| 5.2 硬膜/软基TiN/Si薄膜的制备与微观结构分析 | 第95-98页 |
| 5.2.1 薄膜表面形貌与粗糙度分析 | 第95-96页 |
| 5.2.2 薄膜的组织与结构分析 | 第96-98页 |
| 5.3 硬膜/软基TiN/Si薄膜的力学性能测试 | 第98-102页 |
| 5.3.1 纳米硬度与弹性模量分析 | 第98-99页 |
| 5.3.2 残余应力分析 | 第99-100页 |
| 5.3.3 结合强度分析 | 第100-102页 |
| 5.4 TiN/Si薄膜的动态载荷测试与有限元模拟 | 第102-118页 |
| 5.4.1 不同厚度TiN/Si薄膜的疲劳性能分析 | 第103-106页 |
| 5.4.2 不同加载频率时TiN/Si薄膜的疲劳性能分析 | 第106-110页 |
| 5.4.3 不同载荷幅值时TiN/Si薄膜的疲劳性能分析 | 第110-113页 |
| 5.4.4 不同平均载荷和载荷幅值时TiN/Si薄膜的疲劳性能分析 | 第113-117页 |
| 5.4.5 TiN/Si薄膜的微观结构对力学性能的影响 | 第117-118页 |
| 5.5 本章小结 | 第118-119页 |
| 第6章 薄膜材料疲劳寿命与力学性能的映射关系 | 第119-139页 |
| 6.1 引言 | 第119页 |
| 6.2 动态加载疲劳损伤机理 | 第119-122页 |
| 6.3 疲劳寿命计算模型的建立与验证 | 第122-138页 |
| 6.3.1 单因素对疲劳寿命的影响 | 第123-128页 |
| 6.3.2 多元疲劳寿命模型的建立 | 第128-134页 |
| 6.3.3 薄膜疲劳寿命模型的验证 | 第134-135页 |
| 6.3.4 主因素分析 | 第135-138页 |
| 6.4 小结 | 第138-139页 |
| 结论 | 第139-141页 |
| 参考文献 | 第141-155页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科技成果 | 第155-157页 |
| 致谢 | 第157-159页 |
| 附录 | 第159页 |
