Geri Dön

Delamination and fracture in thin film systems under thermal loading

Isıl yükler altında ince film sistemlerinde soyulma ve kırılma

  1. Tez No: 714012
  2. Yazar: ALİ FETHİ OKYAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MICHAEL GOSZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Illinois Institute of Technology
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

Arayüz kırılma mekaniği henüz cevabı bulunmamış birçok sorunu barındıran nispeten yeni bir alandır. Bu sorunlardan birisi de, malzeme arayüzünde bulunan çatlağın, ilerleyip ilerlemeyeceğini, yahut altmalzemeye hangi şartlarda dalacağını hassas bir şekilde öngörebilme yeteneğinin geliştirilmesidir. Bu çalışmada, arayüzde bulunan ve termal yükleme altındaki bir çatlağın ilerlemesine yol açacak olan yükün belirlenmesine yarayan bir çatlak sürüm kuvveti kriteri önerilmektedir. Bahsedilen çatlak sürüm kuvveti kriteri çatlağın hangi açıda attaşa dalacağını öngörmek için de kullanılabilmektedir. Çalışmanın ana amaçlarından bir diğeri, çatlağın altmalzemeye dalabilmesi için hangi uzunluğa ulaşması gerektiğinin anlaşılmasıdır. Arayüz çatlaklarının alttaşa dalması, pozitif gerilme altındaki ince film kaplamalarda sıklıkla görülen bir hadisedir. Arayüzden altmalzemeye dalan çatlaklar belli bir derinlikte arayüze paralel olarak ilerlemektedir. Bunu takiben, çatlağın tekrar yüzeye doğru dönmesi ile çatlağın üzerinde kalan malzemenin tamamen kopması meydana gelmektedir. Çatlak sürüm kuvveti kriterinin iki boyutlu modellerde uygulanması ile elde edilen sonuçlar deneylerle uygun çıkmıştır. Gerçekte, arayüz çatlakları üç boyutlu bir geometri oluşturup genellikle köşelerden başlamaktadır. Tam üç boyutlu arayüz çatlaklarının davranışının öngörülebilmesi için, enerji salım hızı ve kırık mod karışımına dayalı bir model önerilmiş ve ilk sonuçlar tartışılmıştır.

Özet (Çeviri)

Interfacial fracture mechanics is a relatively new field with many issues that still have not been resolved. One such issue is the ability to accurately predict whether or not an interface crack will propagate along the interface, kink into the film or substrate, or not propagate at all. In the present work, a crack driving force criterion is developed in order to predict the level of applied load required to propagate a pre-existing interface crack in thin film structures subjected to thermal loading. The crack-driving force criterion is also used to predict the angle at which the crack can be expected to propagate. A primary objective is to predict the characteristic length of an interface crack at which it kinks into the substrate. The phenomenon of interface cracks kinking into the substrate is frequently observed when the film is under tensile loading and the interface between the film and substrate is brittle. An interfacial delamination that advances into the substrate eventually propagates parallel to the interface at a certain steady-state depth. Ultimately, the portion of the structure that remains above the crack may spall resulting in catastrophic failure. The crack driving force criterion is applied to two-dimensional plane strain interface crack problems, and the results compare favorably with available experimental results. Most often, interfacial delaminations in thin film structures are three-dimensional and initiate at the corners of the structure. In order to predict the behavior of fully three-dimensional interface cracks, we propose a model that involves the energy release rate and the mode mixity along the crack front and the results are discussed.

Benzer Tezler

  1. Molibden nitrür kaplamaların aşınma davranışı

    Başlık çevirisi yok

    İ.BÜLENT NİLÜFER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ KAYALI

  2. Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu

    Başlık çevirisi yok

    GÜLTEKİN GÖLLER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADNAN TEKİN

  3. Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle nanokompozit Mo-N-Cu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu

    Production of Mo-N-Cu nanocomposite coatings by arc physical vapour deposition technique and their characterization

    OSMAN LEVENT ERYILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  4. Characterization of Mo-N-Ag nanocomposite coatings produced by magnetron sputtering

    Manyetik sıçratma yöntemi ile üretilen Mo-N-Ag nanokompozit kaplamaların karakterizasyonu

    TUNCAY TURUTOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  5. Paslanmaz çeliklere uygulanan düşük sıcaklık nitrürleme işleminin mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi

    The effect of low temperature nitriding on mechanical and corrosion properties of stainless steels

    ÖZGÜR ÇELİK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI