応力による力のベクトルについての質問です。ガラス基板に酸化物薄膜を成膜したときに引っ張り応力なら下

Question

応力による力のベクトルについての質問です。
ガラス基板に酸化物薄膜を成膜したときに引っ張り応力なら下に凹、圧縮応力から上に凸になりますが、それぞれ力のベクトルはどう働くのでしょうか？
上方向か下方向か？教えてください。お願いします。

Zincer · Accepted Answer

話を簡単にするために順番を逆にしています。
A：基盤（黒線）とちょっと長い皮膜（青線）があったとします。
B:破膜を圧縮して短くします。
この状態では皮膜に圧縮応力
C：基盤と（圧縮された）皮膜を接合し、皮膜にかけていた応力を開放します。

Cの状態では上に凸となることは理解できますね。
これが皮膜に圧縮応力が残留している状態です。

実際には皮膜形成時に応力が発生し、基盤と接合されているために開放できない残留応力です。
熱膨張率が違う場合などは、加熱や冷却時に発生する場合もあります。

Zincer · Answer

>皮膜が熱膨張係数が大きければ逆のそりかたになりますよね？
高温で作成されたものが常温に戻った（温度が低下した）場合は、引張応力が発生しますので、そのようになりますね。

＞例えに出していただいたCでは力のベクトルは上方向と考えればよろしいでしょうか？
これについては、何の力のことを言っているのかわからないため、なんとも言えません。
再度申しておきますが、応力は皮膜に対して平行に働いています。
質問者さんの考える力を図示できますでしょうか？

Zincer · Answer

被膜がガラス基板を引く（または押す）ことによって、凹や凸になるイメージを持っていませんか？
応力の方向は被膜とガラスに平行な面方向ですよ。

Zincer · Answer

せん断応力ですから、ベクトルとしては薄膜に平行になるはずですよ。

yhr2 · Answer

＞ガラス基板に酸化物薄膜を成膜したとき

どちらが上で、どちらが下ですか？

＞引っ張り応力なら下に凹、圧縮応力から上に凸

どこに対する応力ですか？

＞それぞれ力のベクトルはどう働くのでしょうか？

加える力がどういう方向で、「それぞれの力」はどのように分解しますか？

何が原因となるもので、そのどのような結果を求めたいのか、「因果」の「入力と出力」と「条件」をもう少しはっきりさせてください。

応力による力のベクトルについての質問です。 ガラス基板に酸化物薄膜を成膜したときに引っ張り応力なら下