《精细陶瓷力学性能评价方法》5压痕断裂力学和纳米压痕.pptx

压痕断裂力学和纳米压痕;压痕断裂力学发展历史;在接触圆的边界上,拉应力分量达到最大值：;1957年：Palmqvist发现了尖锐压头诱发的微开裂现象

有塑性变形;1975年：Lawn等人的一系列工作构筑起了压痕断裂力

学的基本框架

1976年：Evans和Charles提出了由压痕法测定断裂韧性的第一个经验公式

1980年：Lawn、Evans和Marshall建立了LEM模型，压

痕断裂力学体系建立

1980年前后开始，压痕断裂力学逐渐被用于陶瓷材料力学性能的检测与评价

断裂韧性、亚临界裂纹扩展、裂纹扩展阻力曲线、表面应力状态、复合材料界面结合强度等等;LEM模型的主要贡献在于对压痕残余应力的描述;压痕残余应力的定量描述;;IndentationFlexurefatiguemethod;ThefatigueresultsofY-Sialonatroomtemperature;问题的提出

关于LEM模型的几点分析;;LEM模型的修正;;实验验证

数据取自文献报道，真实硬度取最高荷载下的硬度测试结果;上述数据的线性度很好，说明对LEM模型进行的修正是成功的。

对上述文献数据进行分析得到? =0.021与理论分析值? =0.023之间吻合得很好。

上述分析过程中引进了一个经验的真实硬度，即在很高的荷载测得的表观硬度。显然，更精确的计算应该以实际的真实硬度为基础进行。这就导致了一个新的研究课题。

陶瓷材料的真实硬度如何确定？;压痕尺寸效应与真实硬度;Meyer经验公式;能量平衡理论;;;压痕尺寸效应的理论解释小结;关于陶瓷材料硬度压痕尺寸效应的必威体育精装版解释是Li

和Bradt提出的试样阻力模型。该模型认为：

在压痕过程中，试样对压头的阻力由两部分构成，一是塑性形变，二是弹性形变。

弹性形变产生的阻力可以通过将试样想象成一根弹簧得到描述：Pr =a1d.

故用于塑性形变的荷载可以写成;Peff;新的问题;改进的试样比例模型;300

200

100;Knoop硬度测试;小结

压痕韧性计算式应该加以修正;2纳米压痕技术;G200示意图及性能参数;利用线性变载荷划痕测定薄膜与基底的临界结合力;将上式用幂函数拟合后得到B和m可求出接触刚度S。;纳米压痕测定生物材料力学性能;;P载荷，h压入深度，P0压痕造成的残余应力

P?a ?ah?ah20 1 2

??a2

h0??a1/2a2

P?a ?a2/(4a)

0 0 1 2

??于膜厚和涂层表面状态相对固定，通过打一系列深度的纳米压痕，记录加载卸载曲线，根据上式结果推算硬度和薄膜厚度及残余应力。;薄膜的真实硬度是抵抗塑性形变的能力，但纳米压痕卸载曲线计算的硬度不仅受残余应力、薄膜厚度影响，而且受未恢复弹性形变的影响。;谢谢!