无约束单晶金属薄膜的疲劳行为及其尺寸效应的研究

项目名称： 无约束单晶金属薄膜的疲劳行为及其尺寸效应的研究

项目编号： No.50971125

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张广平

作者单位： 中国科学院金属研究所

项目金额： 38万元

中文摘要： 开展无约束金属薄膜疲劳性能的研究不仅可以为微小器件的可靠性设计提供新的疲劳强度设计准则和依据，且对于探究材料疲劳尺度效应的物理本质、理解疲劳机理具有重要的学术意义。本项目拟选取无约束面心立方单晶金属薄膜作为模型材料，通过改变单晶薄膜的晶体取向、厚度、疲劳加载方式等因素，利用高精度微力实验平台，结合系统的微观表征手段及定量的理论计算，确定微米厚度无基底约束单晶金属薄膜的疲劳强度、损伤行为、位错结构及其演化行为与薄膜厚度间的关系；深入考察单晶薄膜中滑移系统开动能力、位错滑移距离、晶体学表面和应变梯度等因素对薄膜疲劳行为的影响；阐明无约束单晶金属薄膜的疲劳损伤机理；揭示材料尺度、晶体取向、表面效应及疲劳加载方式对单晶薄膜疲劳损伤行为及疲劳性能的影响规律；澄清无约束单晶金属薄膜、受基底约束金属薄膜及块体金属在疲劳机制上的内在联系与差异，为微器件的安全设计、小尺度金属疲劳新理论的建立提供理论基础。

中文关键词： 疲劳；尺寸效应；微米尺度；单晶体；薄膜

英文摘要：

英文关键词： Fatigue；size effect；micrometer scale；single crystal；thin film