微悬臂梁弯曲法测量3C-SiC薄膜断裂强度

发布时间：2018-02-26 18:23

  本文关键词： C-SiC薄膜 微悬臂梁 弯曲实验 威布尔统计 断裂强度　出处：《纳米技术与精密工程》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对恶劣环境下MEMS对高强度材料的需求,采用化学气相沉积(CVD)外延生长3C-SiC薄膜.利用微力学操纵系统,对3C-SiC微悬臂梁进行了弯曲实验.利用厚板结构的有限元仿真和威布尔统计,得到3C-SiC薄膜断裂强度.结果表明:不同尺寸3C-SiC微悬臂梁威布尔特征强度为1 852.15 MPa、2 554.56 MPa、2 598.39 MPa、2 911.64 MPa,威布尔模数分别为9.547、11.541、18.909、20.733.断裂强度随微悬臂梁宽度增加而减小,威布尔模数也减小,分析认为:结构尺寸越大的微悬臂梁,含有的生长缺陷(如孔洞、裂纹等)越多,造成其断裂强度越低.
[Abstract]:3C-SiC thin films were grown by chemical vapor deposition (MEMS) epitaxial growth in order to meet the demand of high strength materials in harsh environment. The micromechanical control system was used to fabricate 3C-SiC thin films. The bending experiment of 3C-SiC micro-cantilever beam is carried out. The finite element simulation of thick plate structure and Weibull statistics are used. The fracture strength of 3C-SiC thin film is obtained. The results show that the characteristic strength of 3C-SiC micro-cantilever beam with different sizes is 1 852.15 MPA ~ (2 554.56) MPA ~ (2 598.39) MPA ~ (2 911.64) MPa, and Weibull modulus is 9.547 ~ 11.541 ~ 18.909 ~ (20.733) MPA respectively. The fracture strength decreases with the increase of the width of the micro cantilever beam, and the Weibull modulus also decreases. The analysis shows that the larger the structure size, the more the growth defects (such as holes, cracks, etc.), and the lower the fracture strength.
【作者单位】： 国防科学技术大学机电工程与自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51505490)
【分类号】：TB383.2

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