一种钠钙硅酸盐玻璃的纳米压痕测试分析

采用纳米压痕测试技术对一种钠钙硅酸盐玻璃进行微观力学性能的测试分析.测得加载-卸载过程载荷与压入深度曲线,发现被测玻璃的最大压深、残余深度和弹性回复量随最大加载力的增加而增大,但其相对弹性回复率系数基本稳定,平均值为58.2%.通过电子显微镜观察了不同最大载荷下的压痕形貌,发现压痕区域出现了边界沉陷现象.当最大加载力为1 000 mN左右时,三棱锥工具头测试的压痕区域出现了较明显的微裂纹;采用四棱锥工具头时出现微裂纹的最大加载力要小于该值,且裂纹取向均与金刚石工具头的棱角取向一致.利用非线性有限元软件MSC.Marc对纳米压痕过程进行了仿真分析,得到载荷与压入深度的仿真曲线,该曲线与试验结果基本相符;分析了载荷作用下材料内部的应力分布.利用Oliver-Pharr模型得到不同压入深度下被测玻璃的接触刚度值,该值随压入深度的增加而增大.

不同光整加工表面微观几何形貌的磨损特性研究

为探讨研究不同光整加工方法所形成表面微观几何形貌对摩擦磨损的影响,基于对实验采集数据的分析,利用分形几何理论及MATLAB软件,建立出能够更加准确表征平磨加工、研磨加工及电化学光整加工表面微观几何形貌的重构表面。在重构表面的基础上,结合表面微观接触理论及艾伯特负荷曲线,对研磨加工及电化学光整加工后的表面磨损阶段及磨损量进行对比分析。分析表明,与平磨加工及研磨加工所形成的“尖峰”状粗糙峰相比,经过电化学光整加工后的试件表面粗糙峰形状呈现摩擦特性更好的“圆弧”状,且表面微观几何形貌规则化程度更高;在峰谷差值相同的条件下,电化学光整加工得到的表面磨损更加稳定,精度保持性更好。