【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜材料力学性能，具体涉及一种薄膜材料力学性能监测方法及系统。
技术介绍
1、薄膜材料是指厚度相对较薄的材料层，通常在纳米到微米尺度范围内，在半导体、光学器件制造、太阳能电池、集成电路等多个领域均有应用，在现代科学和工程中发挥着关键作用，不同的应用领域对薄膜材料的力学性能要求不同，故为了确保薄膜材料在特定领域内发挥最佳性能，需要对薄膜材料的力学性能进行监测。
2、传统的对薄膜材料力学性能进行监测的方法主要有拉伸法、纳米压痕法等，其中拉伸法通常需要大量材料进行实验才能得到监测数据，且对于非常薄的薄膜，在摆放过程中可能会导致样品损伤或破坏；纳米压痕法在监测过程中难以克服基底对薄膜力学性能的影响，较难得到准确的监测结果。拉伸法与纳米压痕法均会对薄膜材料造成一定损坏，而光测力学方法克服了以上两种方法的缺点，是一种非接触的无损测量方法，即在对薄膜材料力学性能进行监测时，不会造成额外的损伤或磨损，且光测力学通常具有较高的监测精度，能够监测亚微米级别的表面位移和应变，适用于薄膜材料力学性能的精密测量，但光测力学的测量范围通常受到光学系统的波长和分辨率的限制，对于不同厚度薄膜材料的力学性能进行监测时可能会出现一定的误差，而薄膜材料在受到压力发生形变的过程中，可能会由于蠕变现象导致薄膜材料的厚度发生变化，致使通过光测力学方法对薄膜材料力学性能进行监测时出现一定的误差。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种薄膜材料力学性能监测方法及系统，以解决利用光测力学方法对于铝制金属薄膜
2、第一方面，本专利技术一个实施例一种薄膜材料力学性能监测方法，该方法包括以下步骤：
3、获取铝制金属薄膜受力过程中每个监测时刻的性能相关数据，所述性能相关数据包括干涉谱强度、光源入射角、相位差、折射率、温度；
4、根据每个监测时刻的干涉谱强度、光源入射角、相位差、折射率确定每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度；根据铝制金属薄膜受力过程中性能相关数据的变化规律获取每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数；基于所述薄膜材料蠕变指数确定每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数；根据每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数获取每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变匹配指数；
5、根据所述性能相关数据、薄膜材料蠕变指数、蠕变性能干扰指数以及蠕变匹配指数构建性能监测矩阵，采用神经网络模型基于性能监测矩阵得到每个监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度；基于所有监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度以及铝制金属薄膜的受力数据获取铝制金属薄膜的力学性能监测曲线。
6、优选的，所述根据每个监测时刻的干涉谱强度、光源入射角、相位差、折射率确定每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度的方法为：
7、将光源入射角的余弦值、每个监测时刻铝制金属薄膜的折射率以及预设参数的乘积作为分母，将入射波波长与每个监测时刻的相位差的乘积作为分子，将分子与分母的比值作为每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度。
8、优选的，所述根据铝制金属薄膜受力过程中性能相关数据的变化规律获取每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数的方法为：
9、将以自然常数为底数，以每个监测时刻的温度与铝制金属薄膜熔点温度的比值为指数的计算结果作为第一变化因子；
10、获取以自然常数为底数，以每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度与其前一监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度之间差值绝对值的相反数为指数的计算结果，将所述计算结果与预设参数的和作为第二变化因子；
11、每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数由第一变化因子、第二变化因子两部分组成，其中，所述薄膜材料蠕变指数与第一变化因子成正比、所述薄膜材料蠕变指数与第二变化因子成反比。
12、优选的，所述基于所述薄膜材料蠕变指数确定每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数的方法为：
13、根据相邻监测时刻铝制金属薄膜干涉谱强度的变化量获取每个监测时刻的蠕变影响因子；
14、将每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数与蠕变影响因子的乘积作为归一化函数的输入，将归一化函数的输出作为每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数。
15、优选的，所述根据相邻监测时刻铝制金属薄膜干涉谱强度的变化量获取每个监测时刻的蠕变影响因子的方法为：
16、将每个监测时刻作为一个目标时刻，将监测起始时刻至每个目标时刻之间的所有监测时刻按照时间升序顺序组成的序列作为每个目标时刻的历史影响集合；
17、将所述历史影响集合中任意两个相邻元素对应铝制金属薄膜干涉谱强度之间的差值的绝对值作为局部变化量；
18、将所述局部变化量在每个目标时刻的历史影响集合上累加值的均值作为每个监测时刻的蠕变影响因子。
19、优选的，所述根据每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数获取每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变匹配指数的方法为：
20、将每个监测时刻的历史影响集合中任意两个相邻元素对应的蠕变性能干扰指数之间的差值的绝对值作为第一差值；
21、将所述第一差值与预设参数之和的倒数在每个监测时刻的历史影响集合上累加值的均值作为每个监测时刻的铝制金属薄膜的蠕变匹配指数。
22、优选的，所述根据所述性能相关数据、薄膜材料蠕变指数、蠕变性能干扰指数以及蠕变匹配指数构建性能监测矩阵的方法为：
23、分别将监测过程中所有监测时刻的干涉谱强度、折射率、薄膜材料蠕变指数、蠕变性能干扰指数、蠕变匹配指数按照时间升序顺序组成的序列作为干涉谱强度序列、折射率序列、薄膜材料蠕变指数序列、蠕变性能干扰指数序列、蠕变匹配指数序列；
24、将由干涉谱强度序列、折射率序列、薄膜材料蠕变指数序列、蠕变性能干扰指数序列、蠕变匹配指数序列组成的矩阵作为性能监测矩阵。
25、优选的，所述采用神经网络模型基于性能监测矩阵得到每个监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度的方法为：
26、将性能监测矩阵作为神经网络模型的输入，利用神经网络模型得到校正光谱序列；基于校正光谱序列得到每个监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度。
27、优选的，所述基于所有监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度以及铝制金属薄膜的受力数据获取铝制金属薄膜的力学性能监测曲线的方法为：
28、将监测起始时刻铝制金属薄膜的校正厚度与每个监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度的比值作为每个监测时刻的比例因子；将铝制金属薄膜的初始面积与每个监测时刻的比例因子的乘积作为每个监测时刻的铝制金属薄膜面积；
29、将监测过程中每个监测时刻铝制金属薄膜受到的压力值作为横坐标，每个监测时刻的铝制金属薄膜面积为纵坐标，将采用曲线拟合算法基于横、纵坐标得到的曲线作为铝制金属薄膜的力学性能监测曲线。
30、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种薄膜材料力学性能监测系统，包括存储器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据每个监测时刻的干涉谱强度、光源入射角、相位差、折射率确定每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度的方法为：
3.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据铝制金属薄膜受力过程中性能相关数据的变化规律获取每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述基于所述薄膜材料蠕变指数确定每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据相邻监测时刻铝制金属薄膜干涉谱强度的变化量获取每个监测时刻的蠕变影响因子的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数获取每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变匹配指数的方法为：
7.根据权利要求1所述
8.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述采用神经网络模型基于性能监测矩阵得到每个监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度的方法为：
9.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述基于所有监测时刻铝制金属薄膜的校正厚度以及铝制金属薄膜的受力数据获取铝制金属薄膜的力学性能监测曲线的方法为：
10.一种薄膜材料力学性能监测系统，其特征在于，所述包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据每个监测时刻的干涉谱强度、光源入射角、相位差、折射率确定每个监测时刻铝制金属薄膜的平均厚度的方法为：
3.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据铝制金属薄膜受力过程中性能相关数据的变化规律获取每个监测时刻铝制金属薄膜的薄膜材料蠕变指数的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述基于所述薄膜材料蠕变指数确定每个监测时刻铝制金属薄膜的蠕变性能干扰指数的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述根据相邻监测时刻铝制金属薄膜干涉谱强度的变化量获取每个监测时刻的蠕变影响因子的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：闵心喆，袁颖颖，
申请(专利权)人：江苏满星测评信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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