薄膜压痕脱层问题的理论和实验研究

研究基体变形和压痕缺口的影响，系统地建立压痕脱层实验方法的非线性屈曲理论，给出相关模型的解析解、半解析解和数值解法；基于非局部力学理论或应变梯度理论，建立考虑材料内禀尺度的压痕脱层实验理论，给出适用于微纳观多尺度的压痕脱层实验方法；提出计入压头形状和薄膜材料弹塑性性能的压痕应力表达式。为薄膜残余应力和薄膜/基体界面断裂能的压痕脱层实验提供完善的理论体系和表征方法。对ZnO或Ag或Cu等薄膜/基体系统的残余应力和界面断裂能进行系统的实验研究；研究各种裂纹产生的判据，压痕脱层实验中的尺度效应以及表征方法。该项目研究解决压痕脱层实验方法理论方面存在的问题，完善、拓宽和延伸压痕脱层实验方法，对微观和纳观系统中客观规律的认识、对相关学科的发展具有重要的理论意义；为小尺度系统的力学和机械性能测试提供一种有效的方法，对相关行业的发展具有重要的应用价值。