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納米壓痕儀是現(xiàn)代力學(xué)性能測試的重要手段

 更新時(shí)間:2022-06-24 點(diǎn)擊量:1470
     納米壓痕儀是現(xiàn)代力學(xué)性能測試的重要手段。由于納米壓痕儀可以控制非常小的位移,并且具有*的載荷分辨率,因而在測量微/納米尺度材料的力學(xué)性能上得到了廣泛應(yīng)用。
  納米壓痕技術(shù)的表征應(yīng)用:
  1.表征硬度和彈性模量
  納米壓痕表征硬度和彈性模量的研究可以追溯到Nix以及Oliver和Pharr等。目前主流的測量硬度和彈性模量的理論方法是由Oliver和Pharr最早提出的。根據(jù)其模型,加載力和加載深度遵循Kick's法則。
  2.表征斷裂韌性
  斷裂韌性作為材料裂紋擴(kuò)展抵抗性的指標(biāo),是評估材料構(gòu)件在臨界應(yīng)力下的結(jié)構(gòu)完整性參數(shù)。如今國際上存在很多不同標(biāo)準(zhǔn)的斷裂韌性測試試驗(yàn),例如切口梁試樣測試、三點(diǎn)彎曲測試(SEB)、緊湊拉伸測試(CT)等標(biāo)準(zhǔn),不同測量標(biāo)準(zhǔn)對測試材料的形狀和尺寸都有嚴(yán)格的規(guī)定。因此,斷裂韌性測試所用試樣處理復(fù)雜,測試條件嚴(yán)格,對于一些服役的結(jié)構(gòu)部件更是具有不可恢復(fù)的破壞性。納米壓痕作為一種新的高通量表征方法,兼?zhèn)淞撕唵我仔?、快速?zhǔn)確且近乎無損檢測等優(yōu)點(diǎn),在材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域受到了極大的重視。納米壓痕實(shí)驗(yàn)與有限元模擬的結(jié)合分析方法,已經(jīng)成為材料斷裂韌性的重要表征方法。
  3.表征殘余應(yīng)力
  納米壓痕技術(shù)測量殘余應(yīng)力便利快捷、操作簡單,對服役構(gòu)件和薄膜涂層幾乎無損,目前殘余應(yīng)力的納米壓痕表征模型主要有Swadener模型、Suresh模型、Lee模型和Xu模型。其中,又以Suresh模型和Lee模型應(yīng)用效果最為理想。
  4.表征應(yīng)力-應(yīng)變
  傳統(tǒng)拉伸試驗(yàn)以及一些微觀力學(xué)性能測試的技術(shù)的缺點(diǎn)以及應(yīng)用受限近年來,很多學(xué)者提出了利用納米壓痕技術(shù)來評估材料屈服強(qiáng)度和塑性性能的新方法。
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