高载下单晶铜和单晶硅的径向纳动与损伤行为研究

摘要

采用纳米压痕仪研究了单晶铜和单晶硅径向纳动的运行特点和损伤过程.结果表明:径向纳动的残余压痕深度随循环次数增加急剧减小,而纳动循环中载荷-位移曲线在闭合前表现为1个迟滞环;试样在首次径向纳动循环中耗散的能量最大,其后逐渐减小并趋于稳定;材料的接触刚度和弹性模量在最初几次纳动循环中增加较快,随后变化趋于平缓;尽管2种材料的压痕投影面积均随纳动循环次数增加而增大,但由于损伤机制不同,使其径向纳动损伤显示出各自不同特点,其中单晶铜主要表现为压痕边缘的皱褶堆积,而单晶硅表现为塑性区边界裂纹的萌生与扩展.