蒋洪奎
,
胡礼广
,
朱春耕
,
钟俊坚
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2006.04.026
微纳米尺度构件作为微纳米机电系统的重要组成部分,其力学性能是设计、制造微纳米机电系统的重要参数,对微纳米机电系统的使用性能、可靠性、服役寿命等均会产生显著的影响.由于受到量子效应、尺度效应、表面效应的影响,传统的测试技术已无法满足需要.结合国内外微纳米尺度构件力学性能测试的最新动态,介绍了纳米压入法、鼓泡法、微拉伸法、微梁弯曲法等测试方法的机理、应用及存在的主要问题.最后指出了微尺度力学性能测试的发展方向.
关键词:
力学性能
,
纳米压入法
,
鼓泡法
,
微拉伸法
,
微梁弯曲法
于菲菲
,
王鹤峰
,
袁国政
,
树学峰
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.015
目的 提高316L不锈钢表面的硬度及耐磨性能.方法 采用磁控溅射法在316L不锈钢表面制备Ni-Ti合金薄膜,并通过纳米压入法对316L不锈钢表面、Ni-Ti合金薄膜和Ni-Ti合金材料的力学性能进行测试,分析不锈钢基Ni-Ti薄膜的耐磨性能.应用有限元反演分析方法求解基体和薄膜的弹塑性幂本构关系.结果 316L不锈钢与Ni-Ti合金抵抗载荷的能力较弱,但316L不锈钢表面Ni-Ti薄膜抵抗外加载荷的能力较强,且抵抗塑性变形的能力得到强化.Ni-Ti薄膜、316L不锈钢基体和Ni-Ti合金的硬度分别为8.2795、5.2405、2.9498 GPa,薄膜的硬度明显大于基体和Ni-Ti合金,说明Ni-Ti薄膜使得316L不锈钢的耐磨性显著提高.薄膜的弹性性能较基体与Ni-Ti合金有明显优势.为研究薄膜的弹塑性性能,建立ABAQUS二维有限元模型,考虑Berkovich压头和试样之间摩擦系数为0.16,通过纳米压入实验和有限元分析的对比,反演分析分别计算得到基体和薄膜的特征应力、特征应变、应变强化因子,继而确定初始屈服应力,得到Ni-Ti合金薄膜和316L不锈钢基体的弹塑性幂本构关系.结论 Ni-Ti薄膜具有良好的力学特性,使316L不锈钢表面的硬度显著提高,因此有效提高了不锈钢的耐磨性能.
关键词:
磁控溅射
,
Ni-Ti薄膜
,
纳米压入法
,
耐磨性
,
有限元分析
,
本构关系
薛文斌
,
王超
,
李永良
,
陈如意
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.02.001
微弧氧化是一项较新的等离子体化学-电化学成膜技术,硬度和弹性模量是膜的基本微区力学性能.采用交流微弧氧化方法在铝酸盐溶液中在TA2纯钛表面制备出较厚的氧化膜,利用纳米压入法测定了膜的硬度和弹性模量,并探讨了微弧放电对氧化膜相组成和性能的影响.研究结果表明:膜的显微硬度和弹性模量分布有相似的变化规律,从膜表层到膜内部,硬度和弹性模量逐渐增加,并在内层膜达到最大值,分别为9.78 GPa和176 GPa,比钛基体高的多;膜不同深度处TiO1金红石和TiAl2O5相的相对含量变化决定了硬度和弹性模量的分布.
关键词:
微弧氧化
,
纯钛
,
纳米压入法
