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文档简介

微纳米压痕技术 薄膜力学性能测量 一 传统压痕技术及不足 传统的硬度测量方法 洛氏 布氏 维氏 莫氏硬度 其中以维氏硬度和努氏硬度最为常见 1 维氏硬度定义 努氏硬度压痕 维氏硬度压痕 式中 P 载荷 NA 残余面积 m2 2 传统显微硬度在表面镀层硬度测量上的不足 1 压痕尺寸必须足够大 而且清晰可见 2 适用材料类型少3 除了硬度数值不能得到其它有关力学性能的信息 4 人为因素影响较大 尤其是在压痕尺寸较小的情况下 二 微纳米压痕技术 1 基本力学性能测量 1 硬度定义 式中 P 载荷 NA 接触面积 m2 材料在压入过程中的基本变形行为 理想变形 Cu ht hc ht hc ht hc 堆起 Al ht hc 凹陷 Al2O3 ht hc ht 传感器检测到的压头位移深度hc 压头与材料接触面积对应深度 发生凹陷变形材料实际接触深度计算 基本力学性能测量 2 弹性模量 基本力学性能测量 3 变形功测量 准静态测量的缺点 表面强化层硬度随深度的变化规律 准静态测量的缺点 2 连续刚度测量 只需要1次测量就可以获得整条硬度 压入深度曲线 大大降低了实验工作量 3 误差来源 接触面积计算错误表面粗超度大或几何形状不是平面压头几何形状偏离理想形状材料变形行为与设定不符合 该式表明在接触面积较小 即压入深度较浅是 接触面积测量误差对硬度测量误差的影响较大 因此 纳米压痕技术也被称为 表面敏感测量 4 纳米压痕技术新进展 结合AFM技术 对亚微米及纳米尺度的第二相进行力学性能分析 A
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