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文档简介

1、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，N A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，N A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,

2、ht,hc,堆起(Al) hthc,凹陷(Al2O3) hthc,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,B

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