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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 无机非金属 » 材料测试 » 【请教】做纳米压痕时划痕的深度对硬度有多大影响？
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金月木青

铜虫 (小有名气)

[交流] 【请教】做纳米压痕时划痕的深度对硬度有多大影响？

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。
请多多指教。
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1楼 2009-04-22 15:44:03
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ayuner

至尊木虫 (正式写手)

聪聪之小鹿
★ ★ ★
闪闪红心(金币+3,VIP+0):认真回复，谢谢！ 4-22 17:07
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。
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2楼2009-04-22 15:59:17
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spin5112

金虫 (小有名气)
★ ★
闪闪红心(金币+1,VIP+0):楼主回复真有特色，呵呵 4-22 18:02
ufoer(金币+1,VIP+0):谢谢交流 4-22 23:31
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。
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3楼2009-04-22 17:45:17
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金月木青

铜虫 (小有名气)
★
ufoer(金币+1,VIP+0):谢谢交流 4-22 23:31
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。
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紫藤山涧吹烟雨，绿柳沙洲泛漪涟。
4楼2009-04-22 19:13:14
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ayuner

至尊木虫 (正式写手)

聪聪之小鹿
★ ★
ufoer(金币+2,VIP+0):谢谢交流 4-22 23:31
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。
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5楼2009-04-22 22:25:07
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spin5112

金虫 (小有名气)
：）
学习了。我原以为indentation size effect只适用于porous sample。
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6楼2009-04-23 00:50:31
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yhw9102

木虫 (小有名气)
★
ufoer(金币+1,VIP+0):谢谢交流 4-23 09:03
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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7楼2009-04-23 09:01:07
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