朱强
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蒋庄德
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赵则祥
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王海容
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杨树明
稀有金属材料与工程
对在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量弹性模量的主要影响因素进行了综合分析,主要包括加载系统悬置弹簧刚度、压头压入、梁沿截面宽度方向挠曲、梁支座附加挠曲等影响.在考虑这些因素的基础上,得到了悬臂梁的有效挠度,利用有效挠度与载荷之间的关系,评价悬臂梁材料的弹性模量.对单晶硅(100)悬臂梁试样进行了实验,得到其弹性模量为155 GPa±9.5%GPa,与参考文献值符合较好.表明在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量,只有综合这些影响因素后,才能获得有效、准确的弹性模量测量结果.
关键词:
悬臂梁法
,
微构件
,
弹性模量
,
MEMS
,
纳米压入仪
赵则祥
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朱强
,
杨树明
,
蒋庄德
稀有金属材料与工程
阐述了指数曲线拟合方法和多项式拟合方法.分别用上述方法对52条卸载过程载荷-位移曲线进行了拟合,其中多项式的最高次数分别选为2～6种.在NANOINDENTERⅡ上对13个试样进行了压入实验,试样包括4个块体材料试样和9个膜/基材料试样,最大压入深度分为2组,即:一组为200 nm和500 nm,另一组为1 μm和2 μm.在每种压入深度下,对每个试样进行两次压入.通过上述实验,13个试样可得到52条卸载过程载荷-位移曲线的数据文件.用所述拟合方法对所有卸载曲线进行了拟合并得到相应的拟合曲线参数.用所得到的参数对试样的硬度和弹性模量进行了评定,对各种曲线拟合方法得到的载荷-位移拟合曲线与实测的载荷-位移曲线之间的关系进行了分析.分析结果表明:在上述曲线拟合方法中,5次多项式曲线拟合是最佳的拟合方法,而指数曲线拟合是最差的拟合方法,曲线拟合方法对纳米压入法材料力学性能的测量结果产生较大的影响.
关键词:
纳米压入
,
曲线拟合
,
力学性能
,
MEMS
赵则祥
,
蒋庄德
,
王海容
稀有金属材料与工程
在介绍纳米压入法微机械力学性能测量原理的基础上,提出了纳米压入法微机械材料力学性能测量不确定度的I,II类影响因素的观点,并将I类影响因素分为直接和间接影响因素,将II类影响因素分为主要影响因素和次要影响因素.在阐述由这些因素产生的测量不确定度的评价方法基础上,对单晶硅(111)体材的硬度和弹性模量进行了测量与评定,其硬度和弹性模量的评定结果分别为13.57GPa±0.85GPa和156.33GPa±7.85GPa.
关键词:
纳米压入
,
MEMS
,
力学性能
,
不确定度
