用于高应变原位多显微镜测试的纳米至微米可扩展高质量数字图像相关图案的一步沉积
应用物理
2019-08-20 v2 材料科学
摘要
数字图像相关（DIC）在实验力学领域至关重要，然而，尽管文献中有大量图案化技术，为要求苛刻的原位力学测试制作合适的DIC图案仍然具有挑战性，特别是对于超细图案。因此，我们提出了一种简单、灵活的一步技术（仅需传统沉积设备），通过以所谓的“岛状生长”模式沉积低熔点焊料合金，在不升高基底温度的情况下，获得可扩展、高质量、鲁棒的DIC图案，适用于一系列显微技术。原理验证通过（近）室温沉积InSn图案进行，产生了大面积高度致密、均匀的DIC图案，特征尺寸可从10nm到2μm调节，并通过改变沉积参数控制特征形状和密度。针对原子力显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜和轮廓仪的成像，展示了特征尺寸、密度和对比度方面的图案优化。此外，在两个具有挑战性的原位微力学测试案例研究中验证了InSn DIC图案的性能及其对大变形的鲁棒性：（i）粗双峰InSn图案的光学表面高度轮廓的自适应等几何数字高度相关，提供微观3D变形场（以聚酰亚胺基底上铝互连的分层为例）；（ii）对更精细InSn图案的SEM图像进行DIC，允许量化断裂位置附近的高应变（以铁箔的破裂为例）。因此，DIC图案的高可控性、性能和可扩展性为更常规的基于DIC的原位微力学测试提供了有希望的一步。
引用
@article{arxiv.1904.12047,
title = {One-step deposition of nano-to-micron-scalable, high-quality digital image correlation patterns for high-strain in-situ multi-microscopy testing},
author = {Johan Hoefnagels and Marc van Maris and Tijmen Vermeij},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12047},
year = {2019}
}
备注
Accepted for publication in Strain