一種無殘余應(yīng)力薄膜及其制備方法和在納米壓痕法中應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料測試技術(shù)研宄領(lǐng)域，具體的涉及一種無殘余應(yīng)力薄膜及其制備方 法和在納米壓痕法中應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 構(gòu)件在制造加工過程中的各種工藝因素以及加工過程的不均勻塑性變形，溫度的 升降和化學(xué)或物理化學(xué)變化等會促使殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。納米壓痕試驗(yàn)法是一種較新的殘余 應(yīng)力測試方法，具有極高的力分辨率和位移分辨率，測量過程對工件所造成的破壞小，測量 方便、迅速，而且標(biāo)距很小，適于應(yīng)力梯度變化大的場合。目前，基于納米壓痕測試法的模型 有Suresh理論模型、Yun-Hee模型、Swadener理論以及Xu模型等，其中Suresh理論模型最 為常用。但是Suresh理論模型中的無應(yīng)力試樣很難獲得，該技術(shù)意在獲得無殘余應(yīng)力的薄 膜試樣，以便計(jì)算薄膜的殘余應(yīng)力。
[0003] Suresh理論模型是使用尖銳壓頭來測量材料表面殘余應(yīng)力和殘余塑性應(yīng)變的一 種方法。該方法假設(shè)殘余應(yīng)力和殘余塑性應(yīng)變在至少比壓痕大幾倍的深度下是等雙軸的、 均一的，并假設(shè)殘余應(yīng)力對材料的硬度無影響，其假設(shè)模型如下式所示。 V ? \ ? 、
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無殘余應(yīng)力薄膜，其特征在于，該薄膜主要用于壓痕法計(jì)算殘余應(yīng)力的大小，是 一種金屬薄膜，所述金屬薄膜是通過物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積將該薄膜濺射或沉積在 單晶晶體上，隨后去除晶體而得到。
2. -種無殘余應(yīng)力薄膜的制備方法，其具體步驟如下： (1) 利用PVD或者CVD薄膜濺射或者沉積在單晶晶體上； (2) 將薄膜試樣置于薄膜支架上； (3) 將帶有試樣的薄膜支架放置于能夠溶解晶體的溶液中并使晶體溶解； (4) 干燥、固定薄膜試樣，得無殘余應(yīng)力薄膜。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述單晶為NaCl晶體。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述能夠溶解晶體的溶液為離子水與酒精 按1 : 3的比例混合的溶液。
5. -種無殘余應(yīng)力薄膜在納米壓痕法中的應(yīng)用，其特征在于，無殘余應(yīng)力薄膜為金屬 薄膜，所述金屬薄膜是通過物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積將該薄膜濺射或沉積在單晶晶體 上，隨后去除晶體而得到。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無殘余應(yīng)力薄膜，該薄膜主要用于壓痕法計(jì)算殘余應(yīng)力的大小，是一種金屬薄膜，所述金屬薄膜是通過物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積將該薄膜濺射或沉積在單晶晶體上，隨后去除晶體而得到。本發(fā)明還公開了該無殘余應(yīng)力薄膜的制備方法和在納米壓痕法中的應(yīng)用。本發(fā)明獲得的無殘余應(yīng)力的試樣薄膜與基底結(jié)合的界面應(yīng)力完全去除，且納米壓痕試驗(yàn)過程中，薄膜能夠無底面支撐，以防底面對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。該無殘余應(yīng)力的薄膜大大提高了納米壓痕測試法Suresh理論模型的適應(yīng)性和實(shí)用性。
【IPC分類】G01N3-42, G01N1-28
【公開號】CN104729897
【申請?zhí)枴緾N201510069498
【發(fā)明人】王海斗, 徐濱士, 金國, 劉金娜
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月11日