基于数字图像相关方法的TiO2/PI纳米杂化薄膜低温力学性能研究

开展基于数字图像相关方法的材料低温变形测试技术的应用性研究，对材料低温力学性能的研究工作具有重要意义。本文首先将数字图像相关方法与低温拉伸系统相结合,建立了一套适用于测量低温环境下薄膜材料全场变形的测试系统。利用该系统测量了纯铜薄膜在-100℃~20℃范围内的热变形，实验结果与文献数据吻合良好，验证了该系统具有较高可靠性与准确性。其次，利用该系统对不同TiO2含量的二氧化钛/聚酰亚胺(TiO2/PI)纳米杂化薄膜进行低温(-60℃~18℃)单轴拉伸实验，获得了不同含量TiO2/PI纳米杂化薄膜低温应力-应变曲线、弹性模量及泊松比，结果表明：不同含量的TiO2/PI薄膜随温度降低，其应力-应变曲线线性趋势加强，弹性模量均有不同程度的提高，随着TiO2纳米颗粒的引入和含量的增加，TiO2/PI薄膜弹性模量也有明显提高；而TiO2/PI薄膜泊松比随温度的下降和TiO2颗粒的引入，均有不同程度的降低，但纯PI薄膜泊松比的降低随温度的下降并不显著