无定形玻璃聚合物纳米压痕变形中的物理现象
摘要
我们对视弹性塑性 (VEP) 玻璃聚合物进行柯伊伯齐 nano压痕，进行局部施加变形。通过原位 nano压痕实时观察，主要表现为加载过程中的陷入现象，而在卸载后出现堆积。扫描探针显微镜 (SPM) 显示，这些高 nu、刚性材料下尖端以下存在显著的体积守恒上升流，材料的顺应性与高几何比例接触 (包括钢头高度 h_b)，(h_c+h_b)/(h_m+h_b)~0.86-0.95 相关。我们将理想锥形压痕框架应用于 VEP 柯伊伯齐 nano压痕，以计算接触面积并直观描绘上升流和位移路径。SPM 与 P-h 数据的组合表明，材料的单向弹性模量和屈服应力与常规硬度、H<3*sig_y 以及 nano压痕弹性模量 E_N>E 呈混合比较。通过合理地从加载 P-h 数据中去除视弹性 (VE) 效应，我们发现即时、零时间硬度 H_L0>3*sig_y。我们仅对恢复起始阶段应用幂律模型，以估计纯弹性恢复。随后，我们将 VEP nano压痕分解为常规 EP 和弹性贡献，从而隔离 VE 成分。约束引起的陷入、堆积和 VEP 恢复的高度屈服尖端区域，镜像其相反受约束变形效应，决定了常规定义的 H_L0 和 E_N 在玻璃聚合物中的趋势。
引用
@article{arxiv.2405.16180,
title = {Physical phenomena during nanoindentation deformation of amorphous glassy polymers},
author = {Prakash Sarkar and Prita Pant and Hemant Nanavati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.16180},
year = {2025}
}
备注
92 pages (70 pages including appendices + 22 pages for the appended Supporting information), 38 figures (including 8 in appendices and 18 in Supporting information), 13 Tables (including 0 in appendices and 7 in Supporting Information), Video (Supporting Information 3, Available upon Request)