单晶SnO2纳米带裂纹形核的临界应力和断裂韧性

金属学报, 2004, 40(6): 594-598. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2004.06.007

单晶SnO2纳米带裂纹形核的临界应力和断裂韧性

王玉桂 ^1, , 乔利杰 ^2, , 高克玮 ^3, , 宿彦京 ^4, , 褚武扬 ^5, , 王中林 ^6,

1.北京科技大学材料物理系,北京,100083

2.北京科技大学材料物理系,北京,100083

3.北京科技大学材料物理系,北京,100083

4.北京科技大学材料物理系,北京,100083

5.北京科技大学材料物理系,北京,100083

6.北京科技大学材料物理系,北京,100083

基金项目: 国家自然科学基金(50272011)

关键词： SnO2纳米带 , 纳米压痕 , 硬度 , 断裂韧性 , 裂纹形核临界应力

MEASUREMENT OF THE FRACTURE TOUGHNESS AND CRITICAL STRESS FOR CRACKING IN SnO2 NANOBELTS USING NANOINDENTATION

使用纳米压痕法测量了单晶SnO2纳米带的硬度、断裂韧性以及裂纹形核的临界应力.结果表明,当载荷大于临界值后微裂纹就从压痕顶端形核、扩展;与此相应,在载荷-位移曲线上出现位移突变平台.根据平台载荷计算出压痕裂纹形核的临界应力σc=3.4 GPa;利用裂纹的长度计算出SnO2纳米带的断裂韧性为0.028-0.066 MPa·m1/2,其平均值为KIC=0.044 MPa·m1/2,它比其它块体脆性材料的断裂韧性小一个数量级.实验测出SnO2纳米带的硬度H=6.25 GPa和弹性模量E=86.7 GPa.

参考文献

[1]	Pan Z W, Dai Z R, Wang Z L. Science, 2001; 291:1947
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