纳米压痕条件下单晶锗的尺寸效应

来源期刊：有色金属2019年第4期

论文作者：杨晓京 熊斌 余证 刘浩

文章页码：8 - 13

关键词：纳米压痕;尺寸效应;Nix-gao模型;尺寸效应因子;

摘    要：采用准静态法对单晶锗（111）晶面进行了纳米压痕实验,对单晶锗（111）晶面的位移-载荷曲线及硬度-压深曲线进行了分析。结果表明,在压入深度为471.36nm时,单晶锗（111）晶面的加载曲线上出现突进点,随着压入深度的进一步增加,突进点逐渐增多。该点对应为单晶锗（111）晶面由塑性变形向脆性断裂转变的临界点。单晶锗卸载曲线上出现突退点,突退点对应为单晶锗由弹性变形向塑性变形转变的临界点。单晶锗（111）晶面的硬度和弹性模量均呈现出随压入深度的增加而减小的趋势,表现出明显的尺寸效应。基于Nix-Gao模型对单晶锗（111）晶面的硬度与压深关系进行曲线拟合,得到无尺寸效应时的纳米硬度为8.399GPa,微观特征长度为131.907nm,尺寸效应因子为0.168。