仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >物性测试仪器 > 物性测试综合讨论 > 帖子详情

【开学季】+纳米压痕仪对材料蠕变的研究

unht

2014/09/30

物性测试综合讨论

许多材料的室温蠕变能力很低，用传统的拉伸方法很难准确测量

蠕变应力指数（与蠕变机制密切相关）纳米压痕仪具有极高的载荷

和位移分辨率，能够方便的用于微小载荷的性能测量，为研究材料

的室温压痕蠕变提供了一种有效的测试手段。纳米压痕仪具有很高

的位移和载荷的分辨率，它为考察材料的局部蠕变行为提供了一种

新的手段。用该法测量蠕变应力指数，不但方法简单，对样品尺寸

要求不高，而且测量精度高。

压痕蠕变时，材料受到的是三维的复杂应力，变形区形状由材料

的硬度、模量和加工硬化能力决定，蠕变过程与材料中弹塑性区边

界向材料内部扩展的速率有关。压痕测量研究的是衡载荷下的应力

弛豫过程，通过单次测量就可得到应变速率敏感指数。

本文以单晶Cu做为实验材料，通过瑞士CSM公司纳米压痕仪进行

蠕变测试。

测试条件：最大载荷20mN,加卸载速率40mN/min，保载时间600s

图1

基于纳米压痕数据，有效压痕应变速率和应力可从下列公式计算

其中ε应变率，σ应变，hi瞬间压痕深度，Ac接触面积，R压头半

径

基于实验所得纳米压痕数据作图

图2(a)t-Pd曲线

图2（b)t-strain rate曲线

图2（c)stress-strain rate 曲线

分析：

图2b示载荷达到一横定值不变时在随着时间推移100秒后应变率降

低到几乎为一恒定值，这表明稳态蠕变已达到。图2（c）本阶段的

稳态蠕变负载20mN，呈S型曲线，所对应不同的应变速率范围内可

以被分成三个稳定的阶段，如图2（c)所示有一个明显的蠕变应力指

数随着压痕深度的增加，应力指数从8.425至3.547减小，之后在负

荷20mN下增加至7.498。

Cu晶内原子排列整齐有序，不存在晶界，使得空位的体扩散和

位错运动路径很长，且室温下原子的扩散能力低。纳米压痕仪具有

极高的载荷和位移分辨率，能够准确的用于微小载荷的性能测量，

为研究材料室温压痕蠕变提供了一种有效的测试手段。

相关话题

近期热榜

热门活动

猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐

品牌合作伙伴

丹纳赫苏州基地打工人的梦想

日立科学仪器

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

日本电子株式会社

赛默飞世尔科技

马尔文帕纳科

上海仪电科仪

梅特勒托利多

布鲁克核磁

举报帖子

点赞用户

好友列表

加载中...

正在为您切换请稍后...