[发明专利]一种用于测量两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的方法

摘要

本发明公开了一种用于测量两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的方法，涉及测量技术领域，该方法包括：根据镀层与薄膜之间的范德华力相互作用，利用连续力学理论建立单位面积两平行石墨烯薄膜之间粘结能的解析表达式；将两平行石墨烯薄膜之间的平衡距离确定为界面粘结能的最小处，在最小处对单位面积平行石墨烯薄膜之间粘结能的解析表达式求导，得到石墨烯薄膜最小粘结能；利用连续力学理论建立单位面积两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的解析表达式。解决了将界面处的范德华力视为定值的问题，达到了提高单位面积两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的测量准确度，降低测量成本和复杂程度的效果。

主权项

1.一种用于测量两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的方法，其特征在于，所述方法包括：根据镀层与薄膜之间的范德华力相互作用，利用连续力学理论建立单位面积两平行石墨烯薄膜之间粘结能的解析表达式；两原子之间的范德华相互作用势能可以表示为：其中，r表示两原子的距离，∈表示平衡位置的非键作用能，σ表示决定两原子之间平衡位置的参数；将石墨烯片看做是平面薄膜，假设石墨烯网格上的碳原子是均匀分布的，密度ρ来表示碳原子在石墨烯网格上的分布情况，当石墨烯表面受到载荷作用时，石墨烯表面积将发生变化，从而导致面密度值随之改变；假设一张石墨烯薄膜的面积为dA，由面密度的定义可知，石墨烯面上的碳原子数为ρdA，在上表面石墨烯薄膜上取一点，坐标为(0,0)，并在下表面石墨烯薄膜上取一点，坐标为(x,y)(x≥0，z＝h)，两点之间的距离为单位面积上两平行石墨烯薄膜之间粘结能φ表示为：其中，ρ_l＝ρ_u、A_l＝A_u分别表示上下薄膜的面密度和面积；将两平行石墨烯薄膜之间的平衡距离确定为界面粘结能的最小处，在所述最小处对所述单位面积平行石墨烯薄膜之间粘结能的解析表达式求导，得到石墨烯薄膜最小粘结能；根据镀层与薄膜之间的范德华力相互作用，利用连续力学理论建立单位面积两平行有限厚度镀层薄膜之间粘结能的解析表达式；假设薄膜和镀层上的原子都是均匀分布的，则体密度可以用ρ_c和ρ_f表示，其中ρ_c和ρ_f大小与变形前薄膜和镀层单位体积上原子数量有关；此处镀层与薄膜彼此间保持平衡，用h表示彼此间的平衡距离，下方薄膜上的点A(x_f,z)(‑(h+l)≤x_f≤‑h,z≥0)与上方镀层上的点B(x_c,0)(0≤x_c≤H)之间距离为则单位面积两平行有限厚度镀层薄膜之间的粘结能φ可以表示为：其中，H和l分别表示镀层和薄膜的厚度；将代入可得：