铝膜层数对机械刻划光栅塑性成槽过程的影响

为揭示铝膜层数对光栅机械刻划过程中铝膜弹塑性变形过程的影响,对不同铝膜的微观结构及力学特性进行观察与测量.建立了基于混合率方法的两相晶粒铝膜模型,利用有限元方法对刻划过程中各模型的应力分布传递规律及弹塑性变形规律进行了研究,对比了不同层数铝膜在刻划过后的槽型情况.结果表明,应用两相晶粒模型可实现对分层铝膜塑性变形规律的表征.靠近刻槽底部的分层界面储存有压应力,阻碍下方晶粒内部拉应力的释放,减小了薄膜的回弹量.相同膜厚下,随着铝膜层数的增加,薄膜的塑性变形逐渐增强.形成的刻槽底角不断减小并接近刀尖角,单层、3层和4层铝膜与刀尖角的差值分别为18.5°、16.3°和15.2°.同时三者的刻槽深度与刻划深度的差值分别为0.848、0.816和0.797 μm,侧向隆起高度分别为1.178、1.205和 1.326μm.