界面出现开裂情况的解决方法

对于界面先开裂的情形，在压入的过程中，由于侧向力对界面开裂特别敏感，因此只要利用压入载荷中的侧向力与侧向位移的关系图就可以得到由界面开裂所释放的能量。

用纵坐标表示压入载荷中的侧向力FX，横坐标表示压入过程中沿侧向力FX方向产生的位移，根据图5.1和图5.3中得到的结果，可以得到相类似的曲线，其示意图如图5.11所示。

图5.11　压入过程中侧向载荷与相应的侧向位移关系示意图(www.xing528.com)

在图5.11中，随着压入载荷的增加，产生的侧向载荷FX也随着增加，此时相应的侧向位移也是增加的，当侧向载荷增加到某一值的时候，发生界面开裂，此时在侧向载荷与相应的侧向位移曲线上会发生一个跳跃，发生此跳跃后，侧向力沿着DB路径逐渐减小，其实际情形如图中的实线所示。如果在压入的过程中，没有界面开裂现象的发生，则压入曲线将沿着AC曲线前进，这与文献［5－6］测量涂层的断裂韧性具有类似的特点，即涂层发生了开裂和没有发生开裂的能量差值为涂层开裂的能量释放量，此处不同的是界面发生了开裂和没有发生开裂的能量差值被认为是界面开裂的能量释放量。由此可以得到ACD的面积就代表了界面开裂所释放的能量。但是如何测量ACD的面积呢？可以利用载荷－位移曲线的外延插值法［9－10］求得OC曲线，然后将OC曲线与位移Δ轴围成的面积减去面积OADB即得到面积ACD，然后通过扫描电镜等方式将界面裂纹的长度测量出来，再通过计算界面开裂的面积A，即可得到界面结合性能的表征参量——临界能量释放率，其计算的具体表达式为

此处的临界能量释放率又称界面韧性。