当薄膜以适当的粘附能结合在基底上时,由于残余拉伸应力的作用,薄膜会同时发生开裂和界面脱层,从而形成许多不同寻常的裂纹形貌,如螺旋、新月以及各种取向的条状。为了研究形成不同裂纹形貌的力学机制,本文在实验上采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶,将氧化硅溶胶用匀胶机镀在玻璃基底上,并对薄膜层间进行不同处理以改变界面性质,同时改变匀胶机转速来控制薄膜厚度,通过高温干燥的方式引入热应力,得到了大量迥异的裂纹形貌,如直线型裂纹网络、弯曲裂纹网络以及直线型裂纹与弯曲裂纹共存的裂纹网络。光学显微镜和扫描电镜观测显示弯曲裂纹与直裂纹的共存与转变和薄膜裂纹扩展是否伴随界面脱层密切相关。实验上还对薄膜厚度对裂纹形貌的影响进行了专门分析,发现薄膜厚度对裂纹存在两方面的影响,一是厚度区间改变裂纹整体形貌,二是厚度对同种裂纹波长的影响。本文对在不同薄膜厚度下的裂纹整体形貌的改变进行了分析和归类,并特别关注了新月形裂纹的形貌,对在不同薄膜厚度下得到的新月裂纹进行观测,发现一定范围内新月裂纹波长与厚度之间存在线性关系。观测还得到了几种弯曲裂纹的生长过程,对裂纹形成裂纹网络的过程进行了简单分析。随后报道了一些新的特殊形貌的裂纹,并利用本文得出的结论分析了这些特殊形貌裂纹的形成原因。最后提出了模拟界面脱层与开裂协同演化过程的相场方法,期待未来进一步揭示弯曲裂纹形貌形成的更多细节。本文通过实验和测试对理解裂纹形貌的形成机理提供了可靠的支持,为理论和实验上更好理解裂纹形貌做了铺垫。