Delamination and fracture in thin film systems under thermal loading
Isıl yükler altında ince film sistemlerinde soyulma ve kırılma
- Tez No: 714012
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MICHAEL GOSZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Illinois Institute of Technology
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
- 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
- Molibden nitrür kaplamaların aşınma davranışı
Başlık çevirisi yok
İ.BÜLENT NİLÜFER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ KAYALI
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- 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
- 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
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- 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
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI