黄利军
,
黄旭
,
曹春晓
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.03.009
利用纳米压入测量仪测试了Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度和模量.测试表明,Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度比Ti-6Al-4V ELI高,而模量比后者低,与常规方法得到的规律一致,表明该方法能很好地表征钛合金的力学特性.对测试过程的分析表明这种方法得到的结果不能与传统方法得到的结果互换,表面状态对测量结果有一定影响.
关键词:
钛合金
,
Ti-12Mo-6Zr-2Fe
,
Ti-6Al-4V ELI
,
力学性能
,
纳米压入
,
硬度
,
弹性模量
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
王飞
,
徐可为
稀有金属材料与工程
采用离子辅助轰击共溅射设备,在Si基体的(111)晶面上制得了所需的铜膜.采用纳米压入实验,获得不同退火温度下Cu膜的弹性模量和硬度.再在纳米压入实验的基础上,结合有限元模型计算不同退火温度下磁控溅射得到的Cu膜屈服强度.发现Cu膜的屈服强度远高于整体Cu材料的屈服强度,并且退火温度对薄膜的屈服强度影响很大.通过XRD测量发现其主要原因是退火改变了晶粒尺寸和多晶Cu膜的晶粒取向分布,而导致Cu膜屈服强度的降低.
关键词:
纳米压入
,
薄膜
,
屈服强度
,
有限元
王飞
,
徐可为
金属学报
利用纳米压入仪对Si片上的多晶Cu膜进行压入蠕变研究。实验结果显示晶粒尺寸大于200 nm时，应力指数对晶粒尺寸不敏感。当晶粒尺寸小于200 nm时，因压头底部更多的晶粒参与变形, 应力指数随晶粒尺寸的降低而增大.认为薄膜材料存在一个对应力指数不敏感的最小临界晶粒尺寸lc。Cu膜的应力指数随保载载荷增大而增大，其主要原因在于高载荷下位错强化机制使蠕变率降低。
关键词:
纳米压入
,
creep
,
grain size
,
stress exponent
王飞
,
徐可为
稀有金属材料与工程
测试了不同溅射偏压下Cu膜的纳米压入硬度,探讨了溅射偏压、残余应力及压痕尺寸效应对Cu膜硬度的影响.结果表明,随着溅射偏压的增大,薄膜晶粒尺寸及残余压应力均减小,导致薄膜的硬度增大,并在-80V达到最大值,随后有所降低.同时薄膜中的压痕尺寸效应对薄膜硬度随压入深度的分布有很大的影响.
关键词:
纳米压入
,
硬度
,
Cu膜
,
基片
徐雪波
,
贺耀华
,
贺志勇
,
鲍明东
表面技术
应用非平衡磁控溅射离子镀方法沉积制备了五种不同成分的Ti-Ni合金薄膜,并在保护气体条件下于600℃进行了晶化退火处理.分析了薄膜的相结构,测定了薄膜的硬度和弹性模量,并利用纳米压入加载-卸载曲线分析研究了薄膜的伪弹性回复率,讨论了薄膜成分对硬度、弹性模量和伪弹性的影响规律.结果表明:富Ni薄膜的硬度、弹性模量和伪弹性均较高,但含Ni量达到一定值后,这些性能指标呈下降趋势.
关键词:
形状记忆合金
,
薄膜
,
纳米压入
,
伪弹性
许世红
,
王金清
,
刘维民
,
阎鹏勋
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2003.12.004
采用直流磁控溅射技术在GCr15轴承钢底材上沉积了钼薄膜.利用XRD,AFM对不同负偏压下沉积的钼薄膜的结构和表面形貌进行了表征;利用纳米压痕仪对薄膜的硬度和膜基结合强度进行了测定;最后利用DF-PM型动静摩擦系数精密测定仪和扫描电镜(SEM)研究了薄膜的硬度、残余模量与负偏压的关系.结果表明:利用直流磁控溅射法制备的钼薄膜的硬度随负偏压的变化存在最大值,另外负偏压还影响薄膜的微结构、粗糙度以及膜基结合力,但负偏压的改变对钼薄膜的摩擦系数影响不大.
关键词:
摩擦学
,
钼薄膜
,
薄膜硬度
,
微结构
,
纳米压入
,
直流磁控溅射
薛文斌
,
邓志威
,
陈如意
,
张通和
稀有金属材料与工程
用纳米压入法测定了LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度H和弹性模量E分布, 并探讨了陶瓷氧化膜的生长机理. 氧化膜的硬度和弹性模量分别为18 GPa～32 GPa, 280 GPa～390 GPa. 靠近膜/基体界面的氧化膜硬度和弹性模量仍然相当高. H和E沿膜深度的分布都存在一个极大值, 并同膜内α-Al2O3含量变化是一致的. 其形成原因在于微弧区熔融物在膜不同部位冷却速率差异较大.
关键词:
微弧氧化
,
纳米压入
,
铝合金
,
弹性模量
,
显微硬度
赵则祥
,
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
王飞
,
徐可为
中国有色金属学报
在JGP560V磁控溅射镀膜设备上镀制多晶铜膜,利用纳米压入技术测量了其室温下的蠕变性能.结果表明:由于不同加载方式下,材料加工硬化程度的不同造成了应力指数的差异,因而,不同加载方式对测得的铜膜蠕变应力指数有比较大的影响;由于材料在高载荷时在压头下端产生更多的位错,阻碍了压头的压入,使蠕变率降低,因而,随着保载载荷的升高,蠕变应力指数变大.
关键词:
纳米压入
,
蠕变
,
残余应力
,
应力指数
