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材料由表及里的硬度弹性模量分布测试

unht

2013/11/29
光谱

试验机/硬度计

前言：一般对材料硬度的测试，一个点上只能得到一个硬度与弹性模量，有时候压入深度不够深，由于表面各种因素（粗糙度、表面硬化等）的影响造成结果的不准确。本文将讲述在一个点上不仅能得到由表及里的可定数量的硬度与弹性模量的分布，而且能通过硬度值随深度分布的稳定性来判断压入多深才可以保证结果的准确。实验仪器采用瑞士CSM公司的压痕仪，型号：UNHT：样品采用标准的熔融硅（熔融硅也叫石英玻璃，是硅的一种无定型状态）泊松比为0.16，弹性模量EIT=72.2±0.5Gpa，样品有瑞士ＣＳＭ公司提供。

实验部分：在样品上选取一块可塑区域实施加载

参数设定：在同一个点上第一次加载为0.03mN,最后一次加载为6mN,总共分成20次加载完成，如下图（加载卸载图）

通过加载卸载曲线可以计算得到硬度和弹性模量随深度的分布图

硬度分布图如下

上图一为硬度分布，可以看出当压入深度达到90纳米左右时硬度值基本保持稳定

弹性模量分布图如下

上图为弹性模量分布，可以看出当压入深度达到100纳米时弹性模量值基本保持稳定

小结：在熔融硅材料的表面，由于其亲水性，可能使其表面形成了一层水膜，从而导致在很小压入深度的时候受到水膜的影响，使硬度变小，然而随着压入深度的加深，水膜的影响越来越小，硬度也越来越大，直到稳定。通过连续多重加载模式，可以应用到其他材料的硬度与弹性模量随深度分布研究，从而可以更好的研究材料的表面力学性质。

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沧海青城

第1楼2013/11/30

应助达人

您这个熔融硅是个什么硅啊

0

社区=冬季=

第2楼2013/11/30

是不是单晶硅？
沧海青城(lgt228) 发表:您这个熔融硅是个什么硅啊

0

沧海青城

第3楼2013/11/30

应助达人

单晶硅可并非是高纯的啊
社区=冬季=(lylsg555) 发表:是不是单晶硅？

0

社区=冬季=

第4楼2013/11/30

不清楚了，没详细介绍
沧海青城(lgt228) 发表:单晶硅可并非是高纯的啊

0

沧海青城

第5楼2013/11/30

应助达人

呵呵，可惜我们都不是做光伏的
社区=冬季=(lylsg555) 发表:不清楚了，没详细介绍

0

unht

第6楼2013/12/01

这个熔融硅是仪器公司提供的标样，是用来校准压头曲率半径的

0

unht

第7楼2013/12/01

熔融硅可以叫石英玻璃，是硅的一种无定型状态

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unht

第8楼2013/12/01

我的目的是这种实验方法哦
沧海青城(lgt228) 发表:呵呵，可惜我们都不是做光伏的

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物理

第9楼2013/12/01

弹性模量是计算出来的吧？准不准呢？

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unht

第10楼2013/12/02

这个是国际公认的，有个国际标准的
物理(v2771161) 发表:弹性模量是计算出来的吧？准不准呢？

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