應(yīng)用案例

600°C高溫下銅納米柱力學(xué)壓縮實(shí)驗(yàn)

銅納米柱壓縮實(shí)驗(yàn)力學(xué)曲線

以形狀尺寸微小或操作尺度極小為特征的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)越 來越受到人們的高度重視，對于尺度在100μm量級(jí)以下的樣品， 會(huì)給常規(guī)的拉伸和壓縮試驗(yàn)帶來一系列的困難。納米壓縮實(shí)驗(yàn)， 由于在材料表面局部體積內(nèi)只產(chǎn)生很小的壓力，正逐漸成為微/ 納米尺度力學(xué)特性測量的主要工作方式。因此，開展微納米尺度 下材料變形行為的實(shí)驗(yàn)研究十分必要。為了研究單晶面心立方 材料的微納米尺度下變形行為，以納米壓縮實(shí)驗(yàn)為主要手段，分 析了銅納米柱初始塑性變形行為和晶體缺陷對單晶銅初始塑性 變形的影響，結(jié)果表明銅柱在納米壓縮過程中表現(xiàn)出更大程度的 彈性變形。同時(shí)對壓縮周圍材料發(fā)生凸起的原因和產(chǎn)生的影響進(jìn) 行了分析，認(rèn)為銅納米柱壓縮時(shí)周圍材料的凸起將導(dǎo)致納米硬度 和測量的彈性模量值偏大。為了研究表面形貌的不均勻性對銅納 米柱初始塑性變形行為的影響，通過加熱的方法，在銅納米柱表 面制備得到納米級(jí)的表面缺陷，并對表面缺陷的納米壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明表面缺陷的存在會(huì)極大影響銅納米柱 初始塑性變形。通過透射電子顯微鏡，對銅納米柱壓縮點(diǎn)周圍的 位錯(cuò)形態(tài)進(jìn)行了觀察，除了觀察到納米壓縮周圍生成的位錯(cuò)，還 發(fā)現(xiàn)有層錯(cuò)、不全位錯(cuò)及位錯(cuò)環(huán)的共存，結(jié)果表明銅納米柱的初 始塑性變形與位錯(cuò)的發(fā)生有密切的聯(lián)系。