研究模型低负荷下陶瓷材料压痕载荷与位移尺寸联系

论文导读：效应的浅析52-624.1MEYER经验公式浅析52-564.1.1低负荷压痕实验中压痕尺寸效应的浅析52-554.1.2传统压痕实验中压痕尺寸效应的浅析55-564.2PSR模型浅析56-584.SR修正模型浅析58-604.4本章小结60-62第5章误差浅析62-675.1试样及其制备62-635.2浅析计算历程63-645.3仪器浅析64-655.4展望655.5本章小结65-67第
摘要：本论文主要目的是对低负荷下陶瓷材料的压痕载荷-位移尺寸联系进行探讨。由于这种策略是动态连续加载的，由此需要借鉴纳米压痕技术论述进行浅析计算。具体策略为通过对测试材料在低负荷连续加载法下测得的卸载曲线进行拟合浅析，然后计算求出测试材料的硬度和弹性模量。同时我们采取了纳米压痕实验、显微维氏压痕实验和低负荷下传统静态压痕实验对试样进行测试，然后通过低负荷压痕实验测试结果与这三种策略测试结果的比较来验证低负荷压痕实验的可靠性。我们分别在PSR模型和PSR修正模型下求得不同策略下材料的真实硬度，比较后发现两种模型下，低负荷压痕实验求得的材料的真实硬度值与显微维氏压痕和低负荷下传统压痕实验下的结果基本接近，以而证明了低负荷压痕实验策略测试材料硬度的可行性和可信性，同时发现纳米压痕实验中材料的真实硬度值略高于其它三种策略下的结果，还发现PSR模型相对PSR修正模型在不同压痕实验策略下求得材料的真实硬度值差距较小，以而说明本论文中用PSR模型计算测试材料的真实硬度更合适。压痕硬度测试中一般都会出现压痕尺寸效应，在本论文中我们发现传统压痕实验的结果呈现出逆压痕尺寸效应，而低负荷压痕实验和其它两种策略下的结果均呈现出压痕尺寸效应。本论文中主要用三种模型对实验中的压痕尺寸效应进行浅析，结果发下，Meyer经验公式可以很好地描述低负荷压痕实验和传统压痕实验中的加载载荷-位移尺寸联系，其中传统压痕实验中的Meyer指数n均大于2说明为逆压痕尺寸效应，而低负荷压痕实验中的Meyer指数n均小于2说明为压痕尺寸效应，均与实验结果相一致。采取PSR模型和PSR修正模型分别对实验数据进行拟合浅析，发现两种模型都能够很好地描述低负荷压痕实验和传统压痕实验中的加载载荷-位移尺寸联系。PSR模型认为引起压痕硬度实验中压痕尺寸效应的理由是a1项，其中a1项代表压痕测试历程中的弹性阻力及新表面产生所消耗的能量等项；而PSR修正模型则认为引起压痕硬度实验中压痕尺寸效应的理由除了a1项还有P0项；其中P0代表材料表面的残余应力项；并且最终证明这两种解释都是合理的。关键词：硬度论文压痕实验论文压痕尺寸效应论文PSR模型论文修正模型论文
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Abstract4-8
第1章 绪论8-22

1.1 传统压痕测试论述基础9

1.2 纳米压痕技术论述基础9-14

1.3 压痕尺寸效应14-20

1.3.1 Meyer 经验公式15

1.3.2 弹性恢复模型15-16

1.3.3 Hays-Kendall 策略16

1.3.4 PSR 模型16-17

1.3.5 PSR 修正模型17-20

1.3.6 压痕尺寸效应的论述浅析20

1.4 本论文探讨内容及作用20-22

第2章 实验历程及结果22-30

2.1 实验样品22

2.2 低负荷下连续加载压痕实验22-24

2.3 纳米压痕实验24-26

2.4 显微维氏压痕实验26-28

2.5 低负荷下传统压痕实验28-29

2.6 小结29-30

第3章 材料的硬度与弹性模量浅析30-52

3.1 不同策略下测试硬度的比较30-32

3.2 不同策略下真实硬度的比较32-41

3.

2.1 PSR 模型下拟合的真实硬度33-37

3.

2.2 PSR 修正模型下拟合的真实硬度37-41

3.3 硬度修正41-47

3.1 压头修正后 PSR 模型下真实硬度43-45

3.2 压头修正后 PSR 修正模型下真实硬度45-47

3.4 弹性模量的浅析与比较47-50

3.5 本章小结50-52

第4章 压痕尺寸效应的浅析52-62

4.1 MEYER 经验公式浅析52-56

4.

1.1 低负荷压痕实验中压痕尺寸效应的浅析52-55

4.

1.2 传统压痕实验中压痕尺寸效应的浅析55-56

4.2 PSR 模型浅析56-58

4.3 PSR 修正模型浅析58-60

4.4 本章小结60-62

第5章 误差浅析62-67

5.1 试样及其制备62-63

5.2 浅析计算历程63-64

5.3 仪器浅析64-65

5.4 展望65

5.5 本章小结65-67

第6章 结论67-69
参考文献69-72
致谢72-74
个人简历、在学期间发表的学术论文与探讨成果74