通过纳米压痕技术研究不同交联SU-8薄膜在室温下的恢复现象

《International Journal of Polymer Analysis and Characterization》：The study of recovery phenomena via nanoindentation for different cross-linked SU-8 thin films at room temperature

SU-8材料交联度对纳米压痕恢复现象的影响研究。通过FTIR和DSC表征，最高交联度（95.56%）样品卸载和零载荷恢复率最大，且零载荷恢复随时间指数衰减，应变率不均导致残印弯曲。

　　

普拉卡什·萨卡尔（Prakash Sarkar）

印度贾坎德邦贾姆谢德布尔（Jamshedpur）阿迪蒂亚普尔（Adityapur）国立技术学院（National Institute of Technology Jamshedpur）冶金与材料工程系

摘要

本文采用纳米压痕技术研究了SU-8材料在室温下不同交联程度下的恢复现象，包括卸载恢复（unloading recovery）和零载荷恢复（zero-load recovery，也称为“修复”）。通过标准的光刻工艺制备了多种交联样品，其中最高交联程度（95.56%）是在95°C下烘烤30分钟后再在150°C下烘烤30分钟所得到的。交联程度通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行评估。差示扫描量热法（DSC）测试结果显示，随着交联程度的提高，材料从玻璃态转变为橡胶态所需的温度也更高。卸载恢复通过卸载载荷-位移数据来量化；而零载荷恢复则是通过扫描探针显微镜（SPM）技术获得的残余压痕来确定的。对于交联程度最高的样品，这两种恢复现象都更为显著。所有样品的零载荷恢复程度都随观察时间的延长而呈指数衰减。值得注意的是，在压痕过程中施加的应变率是不均匀的，尽管在压痕过程中应变率保持恒定，但由于不同区域的弹性-粘弹性特性不同，导致残余压痕形状呈曲线状，从而体现了恢复过程的不均匀性。