Modelo para o Cálculo de Tensões Biaxial e Triaxial em Materiais Ortotrópicos: Análise da Coerência das Equações para um Filme Fino Transversalmente Isotrópio de Ouro

Abstract

Neste trabalho um modelo analítico com base na teoria da elasticidade proposto para mensurar as tensões residuais em materiais ortotrópicosn foi descrito e aplicado para avaliar o coeficiente de Poisson em filmes finos de ouro. Os matérias metálicos geralmente possuem anisotropia e textura cristalográfica, o que gera problemas para se analisar as tensões via difração de raios X, uma vez que, as curvas de ε vs sen² Ψ tornam-se não lineares. Aplicando as simetrias referentes a ortotropia do material no tensor elasticidade, obtêve-se as relações tensão deformação para materiais ortotrópicos, as equações para as deformações foram encontradas em função do estado de tensões principais triaxial e biaxial para o caso onde as deformações são calculadas via XRD. Uma nova equação foi proposta para o coeficiente de Poisson fora do plano para o caso de filmes finos transversalmente isotrópicos. Um estudo de caso foi realizado aplicando-se as equações à dados experimentais obtidos na literatura para um filme fino de ouro com textura de fibra {111}, assim o valor do coeficiente de Poisson fora do plano pôde ser calculado de duas formas. A primeira foi realizada ajustando os dados experimentais pelo método dos mínimos quadrados. Na segunda o coeficiente de Poisson foi calculado como um valor médio de uma superfície que foi construida para o coeficiente de Poisson for a do plano como função de sen² Ψ e ε