中阶梯光栅厚铝膜纳米压痕硬度尺寸效应测试与分析

发布时间：2021-03-09 12:17

　　为了明确中阶梯光栅厚铝膜硬度特性,从而为中阶梯光栅刻划刀具晶体结构设计奠定基础,对中阶梯光栅厚铝膜进行了纳米压痕硬度测试与分析,表征了厚铝膜硬度特性。首先,对厚铝膜进行纳米压痕试验并提取了试验数据,采用O&P法计算了其硬度值。然后,通过对硬度值的拟合与分析,得出厚铝膜的硬度变化规律与宏观硬度值。实验与分析结果表明:中阶梯光栅厚铝膜在纳米压痕测试过程中会出现尺寸效应（0～0.2μm压深区间）,并且不是单一随着压深增大而减小,而是呈现三个明显的变化区域,并且采用Almasri&Voyiadji模型表征了厚铝膜在压深为0～0.2μm区间的硬度变化特性。硬度值在压深为10～15 nm区间再次出现了三个明显变化区域;因此笔者对厚铝膜进行了金相试验与压入过程的接触分析,试验与分析结果表明:10～15 nm压深区域产生这种现象的原因是厚铝膜晶体发生了屈服。本研究具体表征了中阶梯光栅铝膜纳米压痕硬度尺寸效应变化规律,从晶体力学角度解释了极浅压深条件下硬度值变化的原因。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(S1)北大核心

【文章页数】：4 页

【文章目录】：
0 引言
1 纳米压痕硬度计算方法与尺寸效应模型
    1.1 O&P法
    1.2 Nix & Gao模型
    1.3 残余面积最大压深模型
    1.4 Almasri & Voyiadji模型
2 中阶梯光栅厚铝膜纳米压痕硬度尺寸效应分析
    2.1 试验
    2.2 模型适用分析与拟合
    2.3 极小压深区域的硬度尺寸效应
    2.4 极浅压深区域硬度尺寸效应成因分析
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基底温度对中阶梯光栅厚铝膜质量的影响[J]. 孙梦至,高劲松,李资政,杨海贵,王笑夷.  中国光学. 2016(06)
[2]基于应变梯度理论的光栅铝膜本构关系表征及纳米压痕实验[J]. 丁健生,史国权,石广丰.  光学精密工程. 2015(10)
[3]中阶梯光栅刻划刀具抗磨损设计[J]. 吉日嘎兰图.  中国光学. 2014(02)
[4]衍射光栅机械刻划成槽的预控试验[J]. 张宝庆,史国权,石广丰,蔡洪彬,张善文.  光学精密工程. 2013(07)
[5]纳米压痕硬度尺寸效应分析及其试验研究[J]. 周亮,姚英学.  机械工程学报. 2006(S1)

硕士论文
[1]大面积高质量中阶梯光栅厚铝膜特性和制备工艺研究[D]. 孙梦至.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]高精度金刚石玻氏压头的设计方法及其机械研磨技术研究[D]. 吴东.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3072837