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界面分层引起的可拉伸基底上刚性岛的临界尺寸
一种可能的可拉伸集成电路的设计包括在聚合物衬底上的刚性薄膜的功能岛。当这种结构被拉伸时，基底承受大部分变形，而岛屿承受的应变很小。然而，在实践中，岛/基板界面永远不可能完美地结合在一起。现有的实验表明，当孤岛大于一定尺寸时，界面会发生脱粘。我现在正在研究由于薄膜分层而导致的可拉伸聚合物基板上的刚性岛的临界尺寸，使用有限元模拟。结果表明，随着孤岛尺寸或基体刚度的减小，界面开裂的最大能量释放率减小。因此，如果选择更柔顺的基材，则可以提高临界岛尺寸。给出了非常柔顺基底上刚性岛构型能量释放率的近似公式。
评论
很有趣。一个岛的典型大小是多少?
是纳米级还是微米级?--
尤
典型的大小
谢谢。岛屿的典型尺寸是微米级。为了确定临界尺寸，我们必须知道在给定模态混合下的界面韧性，并与我们计算的驱动力进行比较。
连续吗?
在这个尺度上，连续介质力学的有效性有问题吗?如果存在问题，则需要重新制定有限元方程。如何测量界面韧性?-
尤
连续体
岛屿的长度是100微米，厚度是1微米。准确地说，我们使用连续介质力学来分析这种结构，在归一化之后，厚度实际上并不重要。因此，结果将适用于最小的连续介质力学结构。
我没有做实验来测量界面韧性。我所做的就是提供计算出的能量释放速率。
参考吗?
你有这方面的参考资料吗?谢谢。
Tianlei李
基本的引用
1.Hutchinson 1996，薄膜和多层膜的应力和破坏模式
2.拒绝,353薄膜力学课堂笔记
3.Hutchinson and Suo 1992，层状材料的混合模开裂
事实上，我们有一个很好的薄膜断裂和分层过程(ES 242 r）.非常完整的资源。
谢谢
非常感谢。这是一个很大的帮助。
我能问一下你在项目中是如何得到应力场的吗?有限元法?当我在计算有限颗粒中生长的空洞的化学势时，我遇到了这个问题。我不知道你的模型是什么样的，但我猜你可能会遇到同样的问题。现在我正尝试用传统的应力函数方法来得到应力，因为我的模型，用一个矩形在一个圆孔中表示，不是很复杂。你是否也使用应力函数来处理你的模型?
问候
有限元分析
不客气
我现在使用商业有限元代码ABAQUS v6.5进行计算，因为它包含了断裂力学分析的建模和后处理功能。我不认为ABAQUS能够解决化学-机械耦合问题所以你必须开发其他可行的方法。
硬岛的临界尺寸
在刚性岛的临界尺寸上，你的有限元计算能与理论预测或实验结果相匹配吗?
实验与理论比较
没有非常相关的实验可供比较。但计算结果与我们的理论相当吻合。请关注我们即将发表的论文。谢谢。