Mechanisches Verhalten von sphärischen Mikropartikeln:
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1 Deformationsverhalten von Mikropartikeln 5
2 Grundlagen 7
2 1 Elastische Deformation unter Belastung 8
211 Hertz-Theorie 8
212 Tatara-Theorie 12
213 JKR-Theorie 13
2 2 Fließgrenze 14
221 Tresca-Kriterium 15
222 Von-Mises-Kriterium 15
223 Hertzsche Spannungsverteilung 15
2 3 Plastische Deformation 16
231 Abbott-Firestone-Modell 17
232 CEB-Modell 18
233 Kogut-Etsion-Modell 19
2 4 Elastische Rückdehnung unter Entlastung 19
241 Johnson-Modell 20
242 Li-Modell 20
243 Mook-Modell 21
244 EPL-Index 22
2 5 Finite-Elemente-Methode 23
3 Mikromanipulator 27
3 1 Aufbau 29
311 Positioniereinheit 30
312 Kraftsensor 31
313 Prüfspitzen 32
314 Peripherie 33
3 2 Kalibrierung und Charakterisierung 34
3 3 Signalverarbeitung 38
3 4 Validierung 39
3 5 Proben 40
3 6 Kompression von Einzelpartikeln 41
4 Deformation von Goldpartikeln 45
4 1 Experiment und Simulation 47
4 2 Ergebnisse und Diskussion 48
421 Vergleich des Deformationsverhaltens aus Experiment
und Simulation 48
422 Fließgrenze 51
423 Härte 51
424 Reibungseffekte 52
425 Ausbildung der Kontaktflächen 54
426 Energiekomponenten 55
427 Deformationsmodi 60
4 3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 61
5 Deformation von SFB-Partikeln 63
5 1 Experiment 63
5 2 Ergebnisse und Diskussion 64
521 Struktur von SFB-Partikeln 64
522 Einfluss der Elektronenbestrahlung 65
523 Deformationsverhalten von SFB-Partikeln 66
524 Elastische Belastung 67
525 Fließgrenze 71
526 Plastische Deformation 77
5261 EPL-Index 78
5262 Härte 79
5263 Rissbildung 82
527 Elastische Rückdehnung unter Entlastung 84
5 3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 88
Inhaltsverzeichnis
VII
II Reibungsverhalten von Mikropartikeln 91
6 Grundlagen 93
6 1 Reibungsmodelle 93
611 Amontonssche Gesetze 95
612 Bowden-Tabor-Modell 95
613 Cobblestone-Modell 96
6 2 Messung von Reibungskräften 97
621 Rasterkraftmikroskopie 97
622 Kolloidal-Sonden-Technik 99
623 Reibungskraftmikroskopie 100
624 Experimentelles Vorgehen 101
6 3 Kraftkalibrierung 101
631 Kalibrierung der Belastungskraft 102
632 Transversale Kraftkalibrierung 103
7 Reibungsverhalten von Goldpartikeln 110
7 1 Experiment 110
711 Proben 110
712 Kolloidale Sonden 110
713 Reibungsmessung 111
7 2 Ergebnisse und Diskussion 112
8 Schmierung von Mikrokontakten mit SAMs 113
8 1 Experiment 115
811 Proben 115
812 Kolloidale Sonden 116
813 Rasterkraftmikroskopie 117
814 Summenfrequenzspektroskopie 119
8 2 Ergebnisse und Diskussion 119
821 Oberflächencharakterisierung 119
822 Adhäsion 121
823 Reibung 122
8 3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 128
9 Zusammenfassung und Ausblick
131
Nomenklatur
135
Literaturverzeichnis 141
Anhang 157
A l Substrateinfluss 157
A 2 Goldpartikeln: Einfluss der Deformationsrate 160
A 3 Vergleich von Hertz- und Tatara-Theorie 161
A 4 COS-Prozedur 163
A 5 DFB-Methode für kolloidale Sonden 164
A 6 Kurvenanpassung von SF-Spektren 165
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