典型文献
微米压痕测量TiAlN薄膜断裂韧性的数字孪生方法
文献摘要：
针对高性能表面层制造的薄膜断裂韧性检测,采用扩展有限元法(XFEM)模拟TiAlN薄膜微米压痕行为,基于数字孪生方法优化薄膜最大起始断裂应力(σmax)和相应的裂纹分离距离(δc)参数,根据Griffith-Irwin关系测定薄膜断裂韧性.深振荡磁控溅射(DOMS)在AISI 304奥氏体不锈钢基体上沉积具有立方结构的TiAlN薄膜,随着峰值功率由58.7 kW增至129.9 kW,薄膜的择优取向由(111)转变为(200).维氏微米压痕试验在载荷500 mN下压制,聚焦离子束(FIB)结合扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜平面和横截面开裂行为,通过3D XFEM建模表征薄膜损伤过程,将模拟的薄膜裂纹形态、数量、分布及总长度与试验值进行交互反馈和融合分析,孪生匹配出薄膜平面开裂的σmax和δc参数,计算出AISI 304奥氏体不锈钢上沉积TiAlN薄膜的断裂韧性.随着DOMS峰值功率提高,TiAlN薄膜断裂韧性先增加后减小.峰值功率为90.2 kW,伴随最高纳米硬度28.3 GPa,断裂韧性最大值为1.88 MPa·m1/2,DOMS沉积TiAlN薄膜具有强韧性复合性能.XFEM模拟微米压痕的数字孪生方法,不仅发展了薄膜断裂韧性的测量技术,还为高性能表面层制造反问题提供了一种求解方法.
文献关键词：
TiAlN薄膜;断裂韧性;深振荡磁控溅射;数字孪生;微米压痕
中图分类号：
作者姓名：
蒋智韬;高剑英;雷明凯
作者机构：
大连理工大学表面工程实验室 大连 116024
文献出处：
引用格式：
[1]蒋智韬;高剑英;雷明凯-.微米压痕测量TiAlN薄膜断裂韧性的数字孪生方法)[J].中国表面工程,2022(05):172-183
A类：
深振荡磁控溅射
B类：
微米压痕,TiAlN,断裂韧性,数字孪生,表面层,扩展有限元法,XFEM,方法优化,max,Griffith,Irwin,DOMS,AISI,奥氏体不锈钢,不锈钢基,峰值功率,kW,增至,择优取向,mN,下压,压制,聚焦离子束,FIB,横截面,开裂行为,膜损伤,裂纹形态,总长度,融合分析,配出,纳米硬度,GPa,m1,强韧性,复合性能,测量技术,还为,造反,反问题,求解方法
AB值：
0.290622
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