仪器柔度对压入法测试结果的误差影响与校准

分析了仪器柔度及其标定精度对压入法测试微机电系统(MEMS)材料弹性模量和硬度结果的误差影响规律,并得出了系统误差公式。通过溯源分析,认为柔度标定误差是压入法测试的3个基本源误差之一。利用间接法对微压入测试仪柔度进行了标定和校准,校准后得到的单晶硅(100)弹性模量和硬度测试值分别为151.5 GPa和12.8 GPa,与文献值符合较好,而未校准直接得到的测试值明显偏低。理论分析和实验结果均表明:仪器柔度的准确标定和位移校准是获得压入法可靠测试结果的必须步骤。

压入测试仪柔度标定方法研究

仪器柔度标定和位移校准是压入法测试的一项重要工作,通过对各种标定方法特点的综合比较认为Doerner-Nix法是一种理想的折中方法,结果相对可靠并易于操作。利用该法对微压入测试仪进行了标定,获得的柔度值为0．61×10-6m/N。仪器校准后得到的Si(100)弹性模量和硬度值与文献值符合较好,而未校准直接获得的2个测试值比校准后分别低21．5％和2．4％。

材料弹性模量纳米压入识别方法的比较研究

纳米压入试验已经成为微尺度材料力学性能测试的重要方法。分析了3种代表性的弹性模量纳米压入识别方法—Olive-Pharr方法、Cheng-Cheng方法和Ma方法的有效性,并通过有限元数值模拟分析了这3种方法的测试精度和对仪器柔度标定误差的敏感性。结果表明:Ma方法适应性更强,同时具有更高的测试精度和更低的仪器柔度标定误差敏感性。