微纳米尺度单晶铜各向异性纳米力学分析

摘要

采用纳米压痕测量仪对<100>、<110>、<111>不同取向的单晶铜进行了微纳米尺度纳米压痕试验,并对其硬度、约化弹性模量及卸载过程形貌等进行了对比分析.结果表明:在微纳米尺度下,不同取向单晶铜硬度值存在明显的尺寸效应,当压入深度小于30 nm时,单晶铜的硬度值随着压入深度的增加而增大,随后随着压入深度的增加而逐渐减小至0.8 GPa左右.<110>取向单晶铜的约化弹性模量值最大,<111>取向次之,<100>取向最小;<100>、<110>、<111>取向单晶铜的卸载表面均出现明显的堆积现象,其中<110>取向单晶铜出现明显的二维对称堆积形貌,<100>取向单晶铜的弹性恢复位移最大,而<110>取向单晶铜的弹性恢复位移最小.