钨单晶纳米压痕尺寸效应研究（英文）

来源期刊：稀有金属材料与工程2017年第12期

论文作者：张文 高选乔 张平祥 胡忠武 李来平 程军

文章页码：3626 - 3632

关键词：钨单晶;纳米压痕;弹性模量;压痕尺寸效应;

摘    要：利用纳米压痕仪和扫描探针显微镜对高纯钨单晶的载荷-位移曲线、弹性模量、压痕形貌、纳米硬度-加载深度以及弹性回复率的变化情况进行了研究。结果表明,W（111）晶面在加载和卸载过程中分别经历了弹性变形和塑性变形阶段,荷载-位移曲线未出现不连续现象,表明在加载过程中压痕内部未产生裂纹或脆性断裂;钨单晶的残余压痕表现出堆积形貌,表明钨单晶有较低的加工应变硬化趋势;采用连续刚度法测量了钨单晶的纳米压痕硬度以及弹性模量,结果表明,钨单晶纳米压痕硬度和弹性模量存在尺寸效应,即随着加载深度的增加,单晶的纳米压痕硬度和弹性模量减小;采用Nix-Gao模型对钨单晶的纳米压痕力学特征进行了分析,计算了钨单晶的微观特征长度（h*）为1490 nm,无压痕尺寸效应时的纳米硬度值（H0）为6.79 GPa,尺寸效应因子（m）为0.18,即压入深度小于1490 nm时,钨单晶具有明显的尺寸效应,当压入深度超过1490 nm时,尺寸效应将减弱。当压入深度超过2450 nm时,钨单晶的纳米尺寸效应将消失。