• ⑴直接牵5 ASTM D-4541自对准结构
• ⑵垂直牵引
图8-6 方柱形杆件的垂直牵引
• ⒉压带剥落法
图8-7 压带剥落法示意图
8.1.3 薄膜的硬度
图8-8 超显微压痕系统原理图
8.1.4 薄膜的厚度
• 薄膜的厚度大至可以分成三类：形状厚度，质 量厚度，物性厚度。 • 薄膜厚度的测量方法有很多，按照测量的方式 分可以分为两类：直接测量和间接测量。 • 常用的直接测量法：精密轮廓扫描法（台阶仪 ）。 • 常用的间接测量法：椭圆偏振法（椭偏仪）。
8.1.4 薄膜的分析
表8-1 薄膜分析常用方法
名称 特 长
SEM（扫描电子显微镜） 薄膜表面形貌，晶粒尺寸。 HREM（高分辫率电子显 微镜） AFM（原子力显微镜） XRD（X射线衍射） SADP(选区电子衍射) AES（俄歇电子能谱） EDX/EELS（X射线能量 色散谱 /电子能量损失谱） XPS（光电子能谱） SIMS（二次离子质谱） 晶粒尺寸，多层膜调制层层厚，界面状态，晶体结构/织构。 薄膜表面形貌。 多层膜调制层层厚，调制比，界面状态，晶体结构/织构， 薄膜应力状态。 晶体结构/织构。 表面几个原子层深度的元素分析，适合于除H和He以外的元 素。 空间分辨率为几个纳米微区内的成分分析。
除H元素以外表面几个原子层元素的价态和化学状态分析。 表面几个原子层全元素和同位素分析。
8.2 薄膜温度传感器
• 温度传感功能薄膜按传感机理可分为： 热电阻传感薄膜和热电偶传感薄膜。
8.2.1 热电阻传感薄膜
• 热敏薄膜的敏感材料大多数为金属，如 铜、钛、银、铝、铂、镍等。
• 通常作为保护膜的膜材为碳化硅、氮化 硅、氧化铝，而作为绝缘层是氧化铝膜 或氧化铝与氧化镁复合膜。
（d）
图8-21 磁阻型加速度传感器
（a）工作原理 （b）输出信号 图8-22 旋转式磁阻传感器
8.4.3 薄膜磁敏电阻元件 KMZ10
图8-23 KMZ10结构与等效电路
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8.4.4 MR-400、ER-450磁 阻器件
图8-24 ER-450原理框图
8.1 薄膜的测量与分析
• 8.1.1 薄膜的方块电阻
图8-1 膜层电阻
图8-2 方块电阻的测量
• 8.1.2 薄膜的附着力 • ⒈拉脱法 • 用粘接剂或焊料把杆状零件粘接在薄 膜表面后，借助拉力试验机对其施加 拉力。当薄膜从基底上脱落时，所测 得的力用来表征实际附着力。由于施 力方向不同，该方法主要有直接牵引 和垂直牵引两种形式。
图8-14 弹性元件上功能膜的分布
图8-15 恒压电桥电路
8.3.2 压电薄膜应力传感器
图8-16 PZT微悬臂梁结构
8.4 薄膜磁敏电阻传感器
图8-17 薄膜磁阻元件工作原理图
图8-18 电阻-磁场特性曲线
8.4.1 电流传感器
图8-19 电流传感器
8.4.2 机械量传感器
（a）
（b） （c） 图8-20 位移传感器
图8-13 薄膜热电偶的动态标定
8.3 薄膜力传感器
• 薄膜应变片测量原理是利用薄膜敏感材 料的压阻效应。 • 压电薄膜传感器的原理是基于正压电效 应。
8.3.1 超低温薄膜压力传感器
• 合金薄膜具有温度系数小、应变基本呈 线性、抗腐蚀性强、在-200℃下能保持 性能稳定等特点，合金薄膜电阻式压力 传感器可用于超低温下的压力测量。
图8-9 热敏电阻薄膜结构示意图
8.2.2 薄膜热电偶
• 薄膜热电偶的测温原理是基于热电效应， 通过测量由两种薄膜材料的组合而产生的 热电动势来获得被测点的温度。 • 薄膜热电偶是一种先进的测量瞬变温度的 测温传感器。
图8-10 夹板式薄膜热电偶
图8-11 BMP-Ⅰ型薄膜热电偶
图8-12 薄膜热电偶的静态标定