球形压头纳米压痕的校准与数据分析流程
材料科学
2023-08-31 v1
摘要
带有连续刚度测量的仪器化球形纳米压痕在脆性和韧性材料科学研究中日益普及。这些研究涉及与晶界、孪晶、位错密度、离子诱导损伤等广泛微观物理机制相关的假设。这些研究依赖于实施不同的方法来校准仪器和规避压头形状缺陷。在本研究中，我们测试、整合并重新调整了已发表的球形压头尖端和仪器刚度校准策略。我们提出了一种使用三种参考材料（熔融石英、蓝宝石、玻璃碳）独立校准有效尖端半径和仪器刚度的流程，该流程需要将有效半径参数化为载荷的函数。我们通过关键基准测试（如杨氏模量随深度的变化）验证了我们提出的工作流程。我们将得到的校准结果应用于具有不同延展性的材料（橄榄石、钛和钨）中收集的数据，以提取压痕应力-应变曲线。我们还测试了仪器刚度对最近提出的屈服应力识别方法的影响，并比较了不同惯例对评估压痕尺寸效应的影响。最后，我们将这些分析流程整合到一个单一的工作流程中，供未来旨在从球形纳米压痕中提取和处理数据的研究使用。
引用
@article{arxiv.2302.02430,
title = {Calibration and data analysis routines for nanoindentation with spherical tips},
author = {Diana Avadanii and Anna Kareer and Lars Hansen and Angus Wilkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02430},
year = {2023}
}