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【请教】做纳米压痕时划痕的深度对硬度有多大影响?

作者 金月木青
来源: 小木虫 300 6 举报帖子
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做纳米压痕时如果压痕处事先不是很平,有几十纳米的高低起伏,对硬度会有什么影响?有文章说会使硬度值变小,有没有做过这方面分析的。
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  • 精华评论
  • ayuner

    这要看你的针尖的大小,表面不平得到的结果不准。比如你这次压倒突起部分,下次你压倒凹陷部分,做了许多实验后,你怎么来评价你的你得到的硬度啊。另外你的表面有几十纳米的起伏已经影响了实验数据,如果测试范围是10微米*10微米的范围内。
    建议你把表面粗糙度值降下来,否则原位扫面后你的表面形貌会表明你的表面的实际问题,你怎么解释你的试验的合理性。
    粗糙度值建议在Ra或RMS值在5nm以下,否则没有太大的意义。
    压头的选择要根据需要,如球头,锥形还是Berkovich,

  • spin5112

    Nanoindentation is sensitive to surface roughness.
    如果surface roughness无法改善,就尽量选择大一些的penetration depth吧。

  • 金月木青

    纳米压痕时,随着载荷的增大,硬度值会减小?是什么原因引起的?还有,纳米压痕硬度值的可重复性是不是不是很好?表面应力应该也会对测量的结果有一定的影响吧。

  • ayuner

    这叫做indentation size effect,主要有两方面原因。第一个主要是加工引起的表面加工硬化引起表层硬度偏大,这和加工工艺有关。另一方面和strain gradients in small depth 有关,你可以去查一下Huajian Gao的文献,当然还有许多其他人的文献。如果你的测试样件表面粗糙度值很低,也就是表面质量很好的话,nanohardness的可重复性会很好。表面应力会对测试结果有影响的,具体的研究不是很多,这也是一个研究方向,你可以做一做。

  • spin5112

    :)
    学习了。我原以为indentation size effect只适用于porous sample。

  • yhw9102

    按照ISO 14577的要求 最大压入深度应该大于表面粗糙度Ra值的20倍
    表面太粗糙 会导致测试值的分散度很大 如果你的数据点不够多的话
    也许心里会很没谱的
    如果是体相样品 建议在测试面上先进行简单的磨抛,降低表面粗糙度
    这样得出的结果就爽多了 呵呵
    如果是膜层的话 建议用固定最大压入深度的方法 通常最大压入深度在膜层厚度的1/5到1/10左右

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