Original title: Měření mechanických vlastností tenkých vrstev metodou bulge test
Translated title: Measurement of mechanical properties of thin films using the bulge test technique
Authors: Holzer, Jakub ; Cieslar, Miroslav (referee) ; Kruml, Tomáš (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2018
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Hlavním cílem této práce je dokončení přístroje Bulge test pro testování tenkých vrstev, provedení prvních testů na komerčních Si3N4 membránách a na dvojvrstvě s hliníkem. První část práce se zabývá literární rešerší prací zabývajících se metodou Bulge test a dalších metod mechanického testování tenkých vrstev. Experimentální část je zaměřena na konstrukci přístroje, metodiku vyhodnocení dat a výsledky měření. Studované vrstvy jsou vyrobeny z amorfního nitridu křemičitého, na který je v některých případech nanesena vrstva hliníku, titanu nebo Ta-B-C. Přístroj byl zkonstruován ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR v. v. i. Spolehlivost a reproduktibilita zařízení byly ověřeny provedením více než 160 měření na komerčně dostupné membráně Si3N4. Dále byly provedeny zkoušky na dvouvrstvách. Změřené hodnoty Youngova modulu a reziduálního napětí byly srovnány s literaturou a s výsledky nanoindentační zkoušky. Podrobnější analýza dat pomocí metody konečných prvků je v současnosti vyvíjena ve spolupráci s kolegy z Ústavu fyziky materiálů. Bylo prokázáno, že metoda Bulge test a zkonstruovaný přístroj jsou vhodné pro měření některých mechanických vlastností tenkých vrstev. Main objective of this diploma thesis is to finish a construction of the Bulge test apparatus for measurement of thin films, perform first tests on commercially available Si3N4 membranes and bilayer membrane with aluminium. First part of the thesis is focused mainly on literature review of current knowledge regarding this topic and other methods of thin films testing. Experimental part deals with construction of apparatus, methodology of data evaluation and results of the measurement. The thin films of interest are fabricated as amorphous silicon nitride or bilayer of mentioned nitride and either aluminium, titanium or Ta-B-C layer. The apparatus has been built in house in collaboration with Institute of Scientific Instruments of CAS. Both reliability and repeatability of this method has been tested on over 160 measurements of commercially available membrane. The results of measurements are compared with literature and nanoindentation test. More detailed data analysis is currently under development with colleagues at Institute of Physics of Materials. It has been proven beyond doubt that Bulge test method and constructed apparatus are suitable for the measurement of several mechanical properties of thin films.
Keywords: Bulge test; mechanical properties; thin films; Young’s modulus; Bulge test; mechanické vlastnosti; tenké vrstvy; Youngův modul

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/110149

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-387730


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses