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脆塑转变影响分析-科晶原材料应用

返回列表 来源:未知 发布日期:2020-12-17 08:45【

实验方法


采用尺寸为 10 mm×10 mm×0. 5 mm 的 单晶锗切片作为实验样品,原始切片由合肥科晶材料技术有限公司生产,对( 110) 晶面进行单面抛光 至表面 粗 糙 度 < 0. 5 nm,倒角边缘取向为 < 111 > 晶向。 纳米压痕实验在 IMicro 纳米压痕仪上进行,其 位移分辨率为 0. 04 nm,载荷分辨率为 6 nN,最大压 痕深度为 80 μm,最大加载载荷为1 000 mN。压痕实 验采用金刚石玻氏压头,其尖端圆弧半径为 20 nm。压痕载荷分别设 定为 10 mN、15 mN、20 mN、25 mN、30 mN、35 mN、 40 mN、50 mN、60 mN 和 80 mN。为消除蠕变影响, 每次加载到设定载荷后保载 15 s 再进行卸载,每个 载荷量进行 5 次压痕,以减小误差,每个压痕之间间 隔 100 μm,保证各点之间互不影响。


结果与分析


当加载载荷达到 30 mN 时,载 荷—位移曲线在加载 阶 段 出 现 了 小 范 围 的 突 进 ( pop-in) ,这是由于压头压入材料时,产生了明显裂 纹并瞬间扩展,使压头在一瞬间失去部分支撑,驱 动载荷会推动压头快进而造成。因此,载荷—位移 曲线上的突进也可以作为判定材料是否产生明显 裂纹的一种判断依据。随着压入载荷的增大,可见 曲线上的突进点会不断增多,初步判断随着压入载 荷的不断增大,材料产生的裂纹也随之增大。随着压入载荷的增大,压入 深度随之增大,但弹性回复率呈现下降趋势。在压 入载荷较小时,材料主要以弹性变形为主,伴随少 量塑性变形,因此弹性回复率较高; 压入载荷增大, 材料随之发生相变并出现明显脆性裂纹,此时变形 方式也由塑性变形向脆性变形转变。






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