基于纳米压痕试验的TiN镀膜有限元分析

来源期刊：机械工程材料2015年第4期

论文作者：吴军 金杰 周兆忠 张元祥

文章页码：97 - 102

关键词：压痕试验;TiN镀膜;曲线拟合;有限元;应力;

摘    要：基于纳米压痕试验,利用Oliver和Pharr法求解氮化钛(TiN)镀膜的弹性模量和刚度,采用DEFORM有限元分析软件,通过量纲分析及曲线拟合法确定了TiN镀膜的屈服强度;针对不同膜厚,取镀膜上7个特征点进行力学性能有限元分析,通过膜基分离试验进行了验证。结果表明:压头压入点P0所受应力最大,其值为4 230 MPa,膜基结合处Ps点出现应力集中,所受切应力最大,其值随膜厚增大(1~2.5μm)而由3 150 MPa降低至2 260 MPa,该位置为镀膜最易剥落处;膜基分离试验证实镀膜分离区就在Ps点附近;随着镀膜厚度增加,基底对镀膜的影响程度逐渐减小。