微纳米压痕技术
薄膜力学性能测量
一、传统压痕技术及不足
传统的硬度测量方法:洛氏、布氏、维氏、莫氏硬度。其中以维氏硬度和努氏硬度最为常见
1、维氏硬度定义
努氏硬度压痕
维氏硬度压痕
式中:P——载荷,N
A——残余面积,m2
2、传统显微硬度在表面镀层硬度测量上的不足
1)压痕尺寸必须足够大,而且清晰可见。
2)适用材料类型少
3)除了硬度数值不能得到其它有关力学性能的信息。
4)人为因素影响较大,尤其是在压痕尺寸较小的情况下。
二、微纳米压痕技术
1、基本力学性能测量
1)硬度
定义:
式中:P——载荷,N
A——接触面积,m2
材料在压入过程中的基本变形行为
理想变形(Cu)
ht=hc
ht,hc
ht
hc
堆起(Al)
ht<hc
凹陷(Al2O3)
ht>hc
ht:传感器检测到的压头位移深度
hc:压头与材料接触面积对应深度
发生凹陷变形材料实际接触深度计算
基本力学性能测量
2)弹性模量
基本力学性能测量
3)变形功测量
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