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测量手用缠绕膜的不一样的方法

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  一、动态膨胀法:
 
  研究人员利用动态膨胀法测量了铝、金、钨绕组膜的手用缠绕膜模量。矩形卷线手用缠绕膜固定在压力腔中,使用质量流量控制器和排气阀控制施加在其上的压力,使卷线手用缠绕膜表面负载均匀,膨胀高度通过激光扫描确认,负载通过气体压力和膨胀偏转计算,负载的挠曲曲线取决于卷线膜中心挠曲的负载变化的关系,确定卷线膜的杨氏系数。通过分析钨、金、铝卷线手用缠绕膜的杨氏模量结果,可以得出卷线手用缠绕膜厚度的测量误差,对金卷线膜的结果产生约8%的误差,对其他两个卷线膜产生5%以下的误差。杨氏模量本身测量的误差约为1%,因此该方法的准确度更高。
 
  二、视觉图像跟踪系统和微拉伸复合拉伸方法
 
  通常用于测量杨氏模量的方法广泛用于大尺寸材料,但由于手用缠绕膜尺寸小,拉伸更难测量手用缠绕膜材料的杨氏模量。研究人员结合微拉伸实验,利用视觉图像跟踪系统测量了金卷线膜的杨氏模量。视觉图像跟踪系统通过显微镜对采用10/s采样率的数字CCD相机进行成像和观察,通过这些系统可以准确确认位微米等拉伸,从而解决了拉伸法中检测小位移量更困难的问题。该复合测量通过绘制金卷线膜的相应压力拉伸曲线,计算出杨氏模量约为60GPa的一定精度。
 
  手用缠绕膜杨氏模量的测量方法通过系统地探讨共振方法、压痕方法、动态膨胀方法、视觉图像跟踪系统和微拉伸复合方法,在市场上被更多地用作压痕方法和共振方法。公制压痕方法受矩阵效应及卷线薄膜厚度等因素的影响,测量结果有偏差,但其测量结构简单,理论发展成熟,已经取得了很大成果。卷线薄膜材料厚度减少到微观的类别,由于测试机制的影响,压痕方法更难满足技术开发要求。共振法受设备准备过程等因素的影响,但将与其他相关技术结合共振法的准确度将大大提高。另外,共振法是动态测量技术,可以更直接地对MEMS设备的要求做出贡献,预计今后将成为MEMS设备微结构中用手用缠绕膜材料杨氏模量的标准技术。


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