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铱单晶的纳米压痕尺寸效应研究

发布时间:2018-01-17 02:31

  本文关键词:铱单晶的纳米压痕尺寸效应研究 出处:《贵金属》2016年01期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:采用纳米压痕技术和原子力显微镜对铱(Ir)单晶(100)和(110)取向的载荷-位移曲线、弹性模量、压痕形貌、压痕硬度-加载深度等进行了研究。结果表明,Ir(100)与Ir(110)单晶的弹性模量分别为477和493 GPa;加载深度为10~2500 nm时,Ir单晶的纳米压痕硬度存在压痕尺寸效应,在10~500nm时表现更为强烈,表明随着加载深度的增加,单晶材料的硬度减小;基于Nix-Gao模型,计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的纳米硬度H0分别为2.32和2.46 GPa,当加载深度分别大于4910和5220 nm时,Ir单晶的纳米硬度不存在尺寸效应,可作为金属铱硬度测试的重要依据;采用硬度和深度的幂律关系计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的尺寸效应因子(m)分别为0.44和0.48,该值远远大于其他金属和半导体材料,这种反常现象可能与铱原子间的异常强的交互作用有关。
[Abstract]:The load-displacement curves, elastic modulus and indentation morphology of iridium iridium iridium single crystal (100) and (110)) were investigated by nano-indentation technique and atomic force microscope (AFM). The indentation hardness and loading depth were studied. The results show that the elastic modulus of single crystal is 477 and 493GParespectively. The indentation size effect exists in the hardness of nanocrystalline ir crystal at the loading depth of 10 ~ 2500nm, which is more intense at 105nm, indicating that the indentation hardness increases with the increase of loading depth. The hardness of single crystal material decreases; Based on the Nix-Gao model, the nanocrystalline hardness H0 was calculated to be 2.32 and 2.46 GPa, respectively. When the loading depth is greater than 4910 nm and 5220 nm respectively, there is no size effect on the hardness of ir single crystal, which can be used as an important basis for testing the hardness of iridium. The size effect factors (m) of single crystal Irn100) and Irn 110) calculated by the power law relation of hardness and depth are 0.44 and 0.48, respectively. This value is much larger than that of other metals and semiconductors. This anomaly may be related to the strong interaction between iridium atoms.
【作者单位】: 贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明贵金属研究所;
【基金】:NSFC-国家自然科学基金云南省联合基金(U1202273) 国家自然科学基金(51501075) 云南省院所技术开发专项(2014DC018)
【分类号】:TB383.1;TG146.34
【正文快照】: 常规来看,金属材料的力学性能与材料的尺度并无必然的联系,而主要与成分和显微组织有关,例如材料科学中经常提到的霍尔-佩奇(Hall-Petch)公式,即材料的晶粒尺寸越细小,强度越高,该关系在晶粒尺寸为微米尺度以上时具有普适性。但是,最近几十年,关于金属材料在微纳米尺度下的力

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本文编号:1435939


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