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《2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)》2018年
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微纳米结构裂纹扩展原位实验研究

果立成  黄凯  
【摘要】:为了满足人们对微电子产品高性能高集成度日益增高的需求,各种各样的微纳米结构在微电子技术领域得到了越来越广泛的应用。随着材料结构尺寸的不断缩小,微纳米尺度复杂的断裂失效行为依然有待进一步地研究。本文分别以微纳米多层材料和单晶硅为研究对象,借助聚焦离子束技术制备了不同形式的微纳米悬臂梁/双悬臂梁试样,并在透射电子显微镜环境下开展了一系列微纳米尺度裂纹扩展原位观测实验。本文得到了微纳米氮化硅和单晶硅的断裂韧性等关键断裂参数,提出了微纳米结构裂纹扩展准则。结合交互作用积分与扩展有限元方法,本文进一步预测了微纳米多层材料的裂纹扩展路径。对比发现,该预测结果与实验观测结果相吻合,揭示了传统断裂力学在该微纳米尺度的适用性。本文对更好地理解微纳米结构的裂纹扩展行为具有重要的意义。

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