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一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法與流程

文檔序號(hào):11945551閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法,其特征在于,包括如下步驟:

S1:執(zhí)行納米壓痕測試;

S2:根據(jù)所述納米壓痕測試獲取的載荷位移曲線計(jì)算出壓頭的接觸深度hc和接觸面積Aop;

S3:根據(jù)如下公式計(jì)算壓頭實(shí)際接觸面積Atrue

<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mi>true</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>A</mi> <mi>op</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn> </msub> <msup> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>P</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow>

其中,k1為卸載過程中壓痕變形系數(shù),k1=1.1~1.2,

k2為實(shí)際壓頭與理想壓頭的偏差系數(shù),k2=61~62,

f(P)為納米壓痕過程中的尺寸效應(yīng)表征系數(shù),f(P)=0.30-0.01P,P為納米壓痕測試中最大載荷,單位為mN;

S4:在步驟S3獲得的所述壓頭實(shí)際接觸面積Atrue的基礎(chǔ)上計(jì)算所述壓入凸起材料的楊氏模量E和硬度H。

2.如權(quán)利要求1所述的一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法,其特征在于,步驟S1中所述納米壓痕測試使用的壓頭是玻氏壓頭,測試載荷在1mN~10mN之間。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法,其特征在于,所述壓入凸起材料包括非晶材料、銅材料、鋁材料以及金材料。

4.如權(quán)利要求1-3之一所述的一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法,其特征在于,步驟S4中,所述硬度H的計(jì)算公式為:

H=P/Atrue

其中,P為納米壓痕測試中最大載荷,Atrue為所述壓頭實(shí)際接觸面積。

5.如權(quán)利要求1-4之一所述的一種測量壓入凸起材料微觀力學(xué)性能參數(shù)的方法,其特征在于,步驟S4中,楊氏模量E的計(jì)算公式為:

<mrow> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&beta;</mi> <msqrt> <msub> <mi>A</mi> <mi>true</mi> </msub> </msqrt> </mrow> <msqrt> <mi>&pi;S</mi> </msqrt> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <msub> <mi>E</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,νs是壓入凸起材料的泊松比,νi是所述納米壓痕測試中壓頭泊松比,Ei是所述納米壓痕測試中壓頭楊氏模量,S是接觸剛度,β為壓頭幾何形狀系數(shù),對(duì)所述玻氏壓頭取β=1.034,Atrue為所述壓頭實(shí)際接觸面積,π為圓周率。

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