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“慢”了不行-得“快”

unht

2014/10/26

物性测试综合讨论

采用仪器压入法测量材料硬度、弹性模量等值时，其中有一个比较重要的参数选定—加载速率（加载时间）如何选择这个加载速率才能保证测量硬度或模量值的正确性稳定性呢？

下面来做一组实验

仪器介绍：奥地利安东帕（原瑞士CSM）超纳米压痕仪（型号：UNHT），布鲁克原子力显微镜（型号：NanoMan VS）样品介绍：选表面粗糙度小，内部结构均一的标准样品Fused Silica

实验过程：

在高倍显微镜下选一干净区域，设置八个不同加载速率点进行测量。保载时间均为10s,卸载速率均为10mN/min，最大载荷5mN

光学成像和原子力显微镜成像下图

实验结果分析：

HIT（Gpa)显微硬度

图a

EIT（Gpa)弹性模量

图b

hmax(nm)压入最大深度

图c

从图a、b、c可以看出，当加载速率较慢比如加载时间为600s，其硬度值偏低，并且随着速度加快硬度有变大的趋势，处于不稳定状态。原因可能为加载时间过长，导致材料产生了更多的位错或剪切带等，使得压入深度更深，大的塑性变形导致仪器测量的硬度值就偏小。当加载时间快到一定程度比如60s时，材料形变达到稳定，测量的硬度也比较稳定。不过似乎弹性模量的测量值跟加载速率关系不大。

鉴于上叙实验现象，Fused Silica这种材料在测量硬度时最好压入要快加载时间少于60s。同样的方法也许也适用其它材料，不过这个有待实验考证。

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unht

第1楼2014/10/30

自己跟一个，都没人啊

0

暗夜精灵

第2楼2014/10/31

这个版面没什么人吧。跟一个

0

sight

第3楼2014/11/06

一直想搞明白这个问题，今天终于明白了，绝对顶起，这个是好东西，

0

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