[发明专利]一种用于透明基底薄膜表界面力学特性测量的实验装置

说明书

一种用于透明基底薄膜表界面力学特性测量的实验装置，设置在中空式微位移单元上的用于加载被测薄膜的水平加载单元，位于水平加载单元上方的微悬臂梁测试单元，位于中空式微位移单元的下方用于采集图像数据的显微干涉测试单元，信号处理单元分别与微悬臂梁测试单元、水平加载单元、中空式微位移单元和显微干涉测试单元的信号输入输出端相连，用于对微悬臂梁测试单元的弹性系数进行标定和采集存储微悬臂梁测试单元的测试数据，控制水平加载单元对被测薄膜施加载荷，控制中空式微位移单元的移动使显微干涉测试单元能够在光学图像中选择合适的脱粘区域，并采集显微干涉测试单元获取的数据。本发明能够更精确地计算出界面能量释放率等薄膜与基底粘附特性信息。

技术领域

本发明涉及一种力学特性测试装置。特别是涉及一种用于透明基底薄膜表界面力学特性测量的实验装置。

背景技术

薄膜与基底自身，以及薄膜与基底之间的力学特性如粘附特性直接影响着样品的特性和应用。理论与实验研究均表明，薄膜与基底的材料特性、制备方法与工艺、制备过程中的环境和条件、样品应用条件及状况等都可能影响粘附特性。而能量释放率是评价粘附特性的主要指标之一。对能量释放率的理论研究已相当成熟，而实验手段相对滞后。目前的检测与实验装置大多以近似或离线的方式进行测量，加载与测试分离使部分脱粘隐去而很难测量，测试中产生的薄膜变形用压头半径近似，脱粘面积依靠仿真或推算，且测试数据无法标定等等，这些缺陷不能满足薄膜或超薄膜粘附特性精确表征的要求。因此为了高精度的获取脱粘能与脱粘区域的脱粘面积，从而能够更精确地计算出界面能量释放率等薄膜与基底粘附特性信息，本发明提出了一种适用于薄膜力学特性原位在线测试的实验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能原位高精度的获取脱粘能与脱粘区域的面积，从而能够更精确地计算出界面能量释放率等薄膜与基底粘附特性信息的用于透明基底薄膜表界面力学特性测量的实验装置，

本发明所采用的技术方案是：一种用于透明基底薄膜表界面力学特性测量的实验装置，包括中空式微位移单元，设置在所述中空式微位移单元上的用于加载被测薄膜的水平加载单元，位于所述水平加载单元上方用于对被测薄膜进行力曲线测试的微悬臂梁测试单元，以及位于所述中空式微位移单元的下方用于采集被测薄膜的图像数据的显微干涉测试单元，还设置有信号处理单元，所述信号处理单元分别与所述的微悬臂梁测试单元、水平加载单元、中空式微位移单元和显微干涉测试单元的信号输入输出端相连，分别用于对微悬臂梁测试单元的弹性系数进行标定和采集存储微悬臂梁测试单元的测试数据，控制水平加载单元对被测薄膜施加载荷，控制中空式微位移单元的移动使显微干涉测试单元能够在光学图像中选择合适的脱粘区域，并采集显微干涉测试单元获取的数据。

所述的微悬臂梁测试单元与显微干涉测试单元为同轴设置。