Nanoindentation Con los Penetradores Esféricos Para la Caracterización de las Propiedades de la Tensión-deformación - de los Instrumentos del CSM

Temas Revestidos

Antecedentes

Sangrado De Márgenes Esférico

Resultados

Antecedentes

Este artículo de los Instrumentos del CSM describe las propiedades materiales adicionales que se pueden obtener de las mediciones del nanoindentation realizadas con una punta esférica del penetrador. Aunque la mayoría de las mediciones inferiores del nanoindentation de la carga se hagan usando una geometría del penetrador de Berkovich (disminuir efectos del escoplo de la punta del penetrador), tal geometría todavía sufre de una brusquedad finita de la punta que sea muy difícil de definir exactamente.

Sangrado De Márgenes Esférico

El sangrado de márgenes Esférico vence muchas de las limitaciones asociadas a los penetradores piramidales y permite que el endurecimiento sea evaluado siguiendo la transición del elástico al comportamiento plástico. Esto también permite a la tensión de rendimiento ser calculada [1]. El comportamiento del Sangrado De Márgenes depende de la relación de transformación entre la deformación real y la deformación del rendimiento del material; las relaciones de transformación inferiores producen el comportamiento elástico mientras que las altas relaciones de transformación producen comportamiento plástico.

La deformación real se puede representar por el tanb donde está el ángulo b entre el penetrador y las superficies de la muestra. Sin Obstrucción, un penetrador esférico se comportará en fundamental una manera diferente a partir de la una con una geometría piramidal: la deformación aumentará como la profundidad del sangrado de márgenes aumenta. Por Lo Tanto, una serie de sangrados de márgenes esféricos con la carga progresivamente cada vez mayor producirá las curvas de tensión-deformación que siguen la transición de puramente elástico al comportamiento plástico.

El ejemplo en Fig. 1 muestra un gráfico de la tensión comparado con la deformación para cinco diversos tipos materiales, producida de sangrados de márgenes del multiciclo sobre el rango 10 - el manganeso 260. La tensión (y-AXIS) corresponde al endurecimiento medido de cada ciclo en GPa, mientras que la deformación es calculada dividiendo el radio de la impresión residual por el radio del penetrador.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - datos de la Tensión-deformación para el Estaño (espesor de capa = μm 3), el cobre puro del acero Si, 100Cr6, de cristal y puro calculado de sangrados de márgenes del multiciclo realizados sobre el rango 10 - manganeso 260 con un penetrador esférico del μm del radio 1. Cada conjunto de datos corresponde al promedio de cinco conjuntos de mediciones.

Cuadro 1.

Resultados

Los resultados presentados en Fig. 1 sin obstrucción demostración el tipo de transición del elástico-plástico que se observa en los materiales duros (Estaño, Si) y materiales más suaves (Cu). Materiales Más Duros tienden a exhibir un cambio más pronunciado del gradiente mientras que se aumenta la deformación.

Aunque un penetrador esférico produzca teóricamente un campo de tensión uniforme alrededor de su circunferencia, el quebrarse severo sin embargo se observa en materiales tales como silicio, especialmente cuando varios carga-descargan ciclos se realizan en la misma área. La Fig. 2 muestra quebrarse y saltarar qué resultados después del sangrado de márgenes en las cargas a partir del manganeso 30 hasta 200 usando un penetrador del μm del radio 1. La Microscopia de la Fuerza de la Exploración (SFM) es determinado útil para la proyección de imagen tales efectos del nanoindentation.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - las imágenes de SFM de los sangrados de márgenes residuales del monocycle se realizó en el Si con las cargas aplicadas máximo (a) 30 del manganeso, (b) 100 manganeso y (c) 200mN. El penetrador era un diamante esférico del μm del radio 1. El Quebrarse llega a ser evidente incluso en las cargas inferiores con la ocurrencia que saltara severa en cargas más altas.

Cuadro 2.

Las imágenes de SFM mostradas en Fig. 4 representan sangrados de márgenes residuales en cobre puro y los perfiles seccionados transversalmente correspondientes se trazan juntos en Fig. 3. que las mediciones Anteriores han mostrado que los sangrados de márgenes del multiciclo producen menos montón-hacia arriba en metales suaves tales como cobre que un sangrado de márgenes del monocycle a la misma carga máxima. Este fenómeno se puede atribuir a los efectos del endurecimiento de trabajo gradual bajo el penetrador mientras que la carga se aumenta en cada ciclo subsiguiente. Una opción cuidadosa del radio del penetrador, acoplada con un rango conveniente de la carga, permite que una gama muy amplia de materiales sea investigada con esta técnica.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - perfiles Seccionados Transversalmente a través de las impresiones de la residual mostradas en Fig. 4. Observe la evolución del montón-hacia arriba en función de profundidad máxima y las variaciones de los perfiles debido a la no-simetría del penetrador.

Cuadro 3.

El trabajo Futuro implicará el sangrado de márgenes de la cerámica, para el cual el contacto Hertziano de un penetrador esférico puede iniciar la fractura del cono (modo quebradizo) o la deformación subsuperficie (modo del cuasi-plástico) si se excede el límite elástico.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - imágenes de SFM de sangrados de márgenes esféricos residuales en cobre puro. Los sangrados de márgenes corresponden a los rangos de la carga del sangrado de márgenes (a) del manganeso de 10-60, (b) manganeso de 60-110, (c) manganeso de 110-160 y (d) manganeso de 210-260.

Cuadro 4.

Fuente: Instrumentos del CSM

Para más información sobre esta fuente visite por favor los Instrumentos del CSM

Date Added: Dec 1, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 12:57

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