压头曲率半径对单晶硅径向纳动损伤的影响

• 作者: 余家欣 张赜文 钱林茂
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 纳动 径向纳动 纳米摩擦学 单晶硅 压头曲率半径
• 年，卷（期）: 2010,（9）
• 所属期刊栏目: 机械学
• 页码范围: 107-112
• 分类号: TH117
• 字数: 4088字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2010.09.107

摘要

采用纳米压痕仪,研究了不同曲率半径的金刚石压头在单晶硅表面的径向纳动运行行为和损伤特征.结果表明,相对于尖端名义曲率半径,压头在一定压入深度下的等效曲率半径是决定材料纳动损伤的更有效参数.在50 mN的峰值载荷下,曲率半径20 μm的球形压头在单晶硅表面的径向纳动以弹性变形为主,未观察到明显的纳动损伤;尽管Berkovich压头尖端曲率半径仅为150nm,但其在单晶硅表面产生的纳动损伤却比2μm球形压头轻微.分析其原因,Berkovich压头的等效半锥角为70.32°,远大于2 μm球形压头的半锥角42.50°.因此,Berkovich压头在高载下具有更大的等效曲率半径,产生更轻微的纳动损伤.研究结果还表明,在纳动循环初期,2 μm球形压头和Berkovich压头在硅表面的接触刚度升高较快,单晶硅表面的加工硬化现象明显;而20 μm球形压头基本不引起硅的加工硬化.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	钱林茂	西南交通大学牵引动力国家重点实验室	22	124	7.0	10.0
2	张赜文	西南交通大学牵引动力国家重点实验室	1	4	1.0	1.0
3	余家欣	西南交通大学牵引动力国家重点实验室	3	18	2.0	3.0