连续刚度法对单晶硅片的力学性能的表征

利用纳米压痕仪通过连续刚度测量法对单晶硅片在压入过程中的接触刚度、硬度、弹性模量进行了连续测量。结果表明:当接触深度在20～32nm左右时,单晶硅片的接触刚度与接触深度成直线关系,硬度和弹性模量基本保持不变,此时所测得的是单晶硅片表面氧化层的硬度和弹性模量,分别约为10.2 GPa和140.3 GPa。当接触深度在32～60nm左右时,单晶硅片的接触刚度与接触深度成非直线关系,硬度和弹性模量随接触深度急剧增加,表明单晶硅片表面氧化层的硬度和弹性模量受到了基体材料的影响。当接触深度在60nm以上时,单晶硅片的接触刚度与接触深度成直线关系,硬度和弹性模量基本保持不变,测得值为单晶硅的硬度和弹性模量,分别约为12.5GPa和165.6GPa。

基于纳米压痕技术研究2024-T4铝合金力学性能

采用纳米压痕连续刚度技术(CSM)对铝合金在不同压痕深度以及不同压头半径下的力学响应进行分析。通过不同分析方法将载荷-压痕深度关系转换为压痕应力-应变(σ-ε)关系,并与宏观性能对比得到最优方法。结果表明,半径为250μm的压头在最大压痕深度为550 nm时测得的平均弹性模量为66.4 GPa,其值与宏观拉伸弹性模量相差2.3%;采用限制因子1.6作为应力转换系数,通过几何接触半径与Tabor方法相结合可得到准确的塑形性能,名义屈服应力为290 MPa,与宏观拉伸屈服应力误差约为1.4%。

620MPa级海洋平台钢的连续冷却转变

利用热膨胀仪绘制并分析了620 MPa级海洋平台钢的连续冷却转变曲线,并辅以金相法、显微硬度法和连续刚度法研究了620 MPa级海洋平台钢的连续冷却转变产物及组织特征。结果表明,在冷速小于8℃/s时,试验钢连续冷却转变产物主要是多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体;在冷速增大到10℃/s时,试验钢中开始出现板条贝氏体,板条贝氏体含量随着冷速的增大而增加;冷速达到50℃/s时,试验钢组织中出现马氏体板条,马氏体板条的出现可有效提高试验钢的硬度。