涂层材料表面硬度温度相关性理论模型

摘要

目的理论表征涂层材料温度相关性表面硬度。方法在材料温度相关性强度理论表征最新研究成果基础上,结合材料硬度与强度的定量关系,综合考虑涂层材料制备温度和使役温度对材料力学性能的影响,建立了涂层材料温度相关性表面硬度理论表征模型。结果该理论表征模型建立了不同温度下涂层材料表面硬度与参考温度下的表面硬度、温度相关性弹性模量、残余热应力、温度、材料熔点等之间的定量关系,利用建立的模型,可以由任意参考温度下的涂层材料表面硬度预测不同温度下的涂层材料表面硬度。为了验证模型的正确性,采用建立的理论表征模型,分别预测了碳化硼、碳化硅、类金刚石、钛合金、氧化镍等涂层材料的温度相关性表面硬度,并与实验测试结果进行了对比,结果表明理论预测值与实验值具有很好的一致性。结论建立的理论表征模型可以有效地预测不同温度下的涂层材料表面硬度,为涂层材料的温度相关性硬度理论预测提供了途径。