[發(fā)明專利]一種用于測(cè)量兩平行有限厚度鍍層薄膜之間粘結(jié)能的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711459754.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108120671B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙軍華;董淑宏;鮮敏;于培師;劉汝盟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/04
• 分類號(hào): G01N19/04
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種用于測(cè)量兩平行有限厚度鍍層薄膜之間粘結(jié)能的方法，其特征在于，所述方法包括：

根據(jù)鍍層與薄膜之間的范德華力相互作用，利用連續(xù)力學(xué)理論建立單位面積兩平行石墨烯薄膜之間粘結(jié)能的解析表達(dá)式；

兩原子之間的范德華相互作用勢(shì)能可以表示為：其中，r表示兩原子的距離，∈表示平衡位置的非鍵作用能，σ表示決定兩原子之間平衡位置的參數(shù)；將石墨烯片看做是平面薄膜，假設(shè)石墨烯網(wǎng)格上的碳原子是均勻分布的，密度ρ來表示碳原子在石墨烯網(wǎng)格上的分布情況，當(dāng)石墨烯表面受到載荷作用時(shí)，石墨烯表面積將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致面密度值隨之改變；假設(shè)一張石墨烯薄膜的面積為dA，由面密度的定義可知，石墨烯面上的碳原子數(shù)為ρdA，在上表面石墨烯薄膜上取一點(diǎn)，坐標(biāo)為(0,0)，并在下表面石墨烯薄膜上取一點(diǎn)，坐標(biāo)為(x,y)(x≥0，z＝h)，兩點(diǎn)之間的距離為單位面積上兩平行石墨烯薄膜之間粘結(jié)能φ表示為：其中，ρ_l＝ρ_u、A_l＝A_u分別表示上下薄膜的面密度和面積；

將兩平行石墨烯薄膜之間的平衡距離確定為界面粘結(jié)能的最小處，在所述最小處對(duì)所述單位面積平行石墨烯薄膜之間粘結(jié)能的解析表達(dá)式求導(dǎo)，得到石墨烯薄膜最小粘結(jié)能；

根據(jù)鍍層與薄膜之間的范德華力相互作用，利用連續(xù)力學(xué)理論建立單位面積兩平行有限厚度鍍層薄膜之間粘結(jié)能的解析表達(dá)式；

假設(shè)薄膜和鍍層上的原子都是均勻分布的，則體密度可以用ρ_c和ρ_f表示，其中ρ_c和ρ_f大小與變形前薄膜和鍍層單位體積上原子數(shù)量有關(guān)；此處鍍層與薄膜彼此間保持平衡，用h表示彼此間的平衡距離，下方薄膜上的點(diǎn)A(x_f,z)(-(h+l)≤x_f≤-h,z≥0)與上方鍍層上的點(diǎn)B(x_c,0)(0≤x_c≤H)之間距離為則單位面積兩平行有限厚度鍍層薄膜之間的粘結(jié)能φ可以表示為：其中，H和l分別表示鍍層和薄膜的厚度；

將代入可得：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

當(dāng)薄膜厚度趨向于無窮且鍍層厚度趨向于無窮時(shí)，所述單位面積兩平行有限厚度鍍層薄膜之間粘結(jié)能的解析表達(dá)式用于描述半無限厚薄膜之間的粘結(jié)能分布；

當(dāng)薄膜厚度趨向于無窮時(shí)，所述單位面積兩平行有限厚度鍍層薄膜之間粘結(jié)能的解析表達(dá)式用于描述有限厚度的鍍層與無限厚度的基體之間的粘結(jié)能分布。