材料力学性质的显微测量

【摘要】：正现代科学技术的飞速发展,使得我们可以在挤压试验中以很小的数值和很高的精度连续的测量压头的载荷和位移.这样的纳米测量设备有原子力显微镜AFM(atomic forcemicroscopy),通常这种测量设备能达到0.3 μN载荷测量精度和0.16nm的位移测量精度,通过该挤压试验测得的载荷-位移曲线,我们可以得出被挤压材料的力学性质,如弹性模量、屈服强度和硬化模量等.本文给出了一个具有足够精度的测量材料弹性模量、屈服强度和硬化模量的挤压试验方法.在挤压试验中,首先我们需要测得被挤压材料处于完全弹性阶段的载荷-位移曲线,通常该弹性段的位移是20nm左右.然后,测量被挤压材料处于弹塑性阶段的载荷-位移曲线,该弹塑性段的位移是1000nm左右.再通过有限元计算,在完全弹性段,通过计算获得了被挤压材料的弹性模量,在弹塑性阶段,通过计算获得了材料的屈服应力和硬化模量.研究中,我们发现在该挤压试验中,材料的泊松比对载荷-位移曲