СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТОНЧАЙШИХ ПЛЕНОК И НАНОПЛЕНОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ определения прочностных свойств тончайших пленок и нанопленок, включающий операции подготовки образца материала для испытания, размещения его на экспериментальной установке, последующего нагружения односторонним давлением, замера необходимых параметров, обработки результатов измерений и составления заключения о прочностных свойствах пленочного материала, отличающийся тем, что испытуемый образец кладут на перфорированное основание, зажимают выступающие за пределы рабочей части края образца заклинивающим кольцом с обеспечением герметичности, подают рабочую среду через отверстия перфорированного основания для создания одностороннего давления на образец, наблюдают за изменением формы образующегося купола с замерами контролируемых параметров по мере нарастания давления, в частности, с переносом данных на цифровые носители информации и обрабатывают полученную информацию об изменении формы купола в зависимости от вида деформации, причем механические характеристики оценивают по значениям модулей упругости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для упругих материалов модуль упругости определяют по формуле
,
где Е - модуль упругости материала тончайшей пленки или нанопленки;
N - согласующий коэффициент;
p - равномерно распределенное давление;
D - диаметр рабочей части образца;
ν - коэффициент Пуассона материала;
h - первоначальная толщина пленки;
Н - высота подъема купола (прогиб в центре образца).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что согласующий коэффициент N выбирают в пределах от 0,28 до 0,32 в зависимости от величины коэффициента Пуассона материала пленки.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для пластичных материалов оценивают условный модуль упругости по формуле
,
усл
где Е - условный модуль упругости материала тончайшей пленки или нанопленки;
А - параметр, свойственный конкретному материалу;
k - коэффициент, характерный для данного материала;
i
e - интенсивность деформаций.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что коэффициент k, характерный для данного материала, выбирают в пределах от 0 до 1.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что качестве рабочей среды для поверхностного нагружения используют инертный газ, исходя из условия, чтобы молекулы рабочей среды не вступали в химическую реакцию с материалом испытуемого образца и не просачивались через испытуемую пленку.
7. Устройство для осуществления способа, состоящее из источника давления рабочей среды, магистрали для подачи рабочей среды, корпуса с полостью нагрузочной камеры, измерительно-наблюдательного комплекса, отличающееся тем, что корпус имеет перфорированное основание для размещения образца, зажимаемого заклинивающим кольцом.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что перфорированное основание для размещения образца выполнено выпуклой формы, причем выпуклая поверхность сформирована с учетом параметра m, определяемого по соотношению
,
где D - диаметр перфорированного основания (диаметр рабочей части образца);
R - радиус кривизны выпуклой поверхности перфорированного основания.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оптимальные значения соотношения m выбираются в пределах от 0 до 1000.
10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что перфорированное основание для размещения образца выполнено плоской формы.