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纳米压痕仪是现代力学性能测试的重要手段

 发布时间:2022-06-24 点击量:249
     纳米压痕仪是现代力学性能测试的重要手段。由于纳米压痕仪可以控制非常小的位移,并且具有*的载荷分辨率,因而在测量微/纳米尺度材料的力学性能上得到了广泛应用。
  纳米压痕技术的表征应用:
  1.表征硬度和弹性模量
  纳米压痕表征硬度和弹性模量的研究可以追溯到Nix以及Oliver和Pharr等。目前主流的测量硬度和弹性模量的理论方法是由Oliver和Pharr最早提出的。根据其模型,加载力和加载深度遵循Kick's法则。
  2.表征断裂韧性
  断裂韧性作为材料裂纹扩展抵抗性的指标,是评估材料构件在临界应力下的结构完整性参数。如今国际上存在很多不同标准的断裂韧性测试试验,例如切口梁试样测试、三点弯曲测试(SEB)、紧凑拉伸测试(CT)等标准,不同测量标准对测试材料的形状和尺寸都有严格的规定。因此,断裂韧性测试所用试样处理复杂,测试条件严格,对于一些服役的结构部件更是具有不可恢复的破坏性。纳米压痕作为一种新的高通量表征方法,兼备了简单易行、快速准确且近乎无损检测等优点,在材料力学性能测试领域受到了极大的重视。纳米压痕实验与有限元模拟的结合分析方法,已经成为材料断裂韧性的重要表征方法。
  3.表征残余应力
  纳米压痕技术测量残余应力便利快捷、操作简单,对服役构件和薄膜涂层几乎无损,目前残余应力的纳米压痕表征模型主要有Swadener模型、Suresh模型、Lee模型和Xu模型。其中,又以Suresh模型和Lee模型应用效果最为理想。
  4.表征应力-应变
  传统拉伸试验以及一些微观力学性能测试的技术的缺点以及应用受限近年来,很多学者提出了利用纳米压痕技术来评估材料屈服强度和塑性性能的新方法。