研究锂铝硅酸盐玻璃陶瓷在梯度应力场中的变形情况

《Journal of the American Ceramic Society》：Investigating the deformation of lithium aluminosilicate glass ceramics in gradient stress field

锂铝硅玻璃陶瓷在梯度应力场下的变形行为及机理研究。通过3mN和2N载荷下的仪器化压痕技术，发现粗晶样品在3mN载荷下呈现 creep率激增和弹性软化异常现象，源于晶界分层与裂纹在浅层压痕时的空间耦合效应。研究结果为微纳加工中的界面应力调控提供理论依据。

　　

摘要

了解玻璃陶瓷在梯度应力场中的变形行为对于提高其在集成电路制造行业中的高精度加工性能至关重要。本研究通过仪器化的压痕技术，对含有晶粒的锂铝硅酸盐玻璃陶瓷在两种载荷水平（3 mN和2 N）下的准静态和时变力学响应进行了评估。在3 mN的载荷下，观察到粗晶玻璃陶瓷出现了异常行为，如蠕变速率增加和弹性软化现象。这些现象被解释为采样体积与晶粒尺寸之间的空间耦合效应所致，因为在浅层压痕过程中，粗晶玻璃陶瓷中的晶粒与玻璃界面可能发生脱粘和裂纹现象。这些研究结果有助于改进先进工业中玻璃陶瓷的精细表面加工工艺。