规则大孔材料制备过程中裂纹形成的原位观察研究

摘要

本文利用长工作距显微镜对模板薄膜生长过程中裂纹的形成进行了原位观察实验.实验结果表明模板薄膜中裂纹的分布可划分成三个区域:无裂纹区、裂纹形成区及裂纹扩展区.这三个区域的存在是由于水分沿薄膜生长方向呈梯度分布造成的.另外发现随着粒径的增大,裂纹的扩展速度变慢、裂纹间距变小.裂纹的扩展速度与液体的体相蒸发速率无关,而依赖于薄膜生长区域表面上的局域蒸发速率.随颗粒尺寸的变化,薄膜中毛细作用及薄膜厚度发生改变,致使裂纹扩展速度及裂纹间距发生变化.本文研究结果为深入理解模板制备过程中裂纹形成机理提供了直接的实验证据。