Измерение твердости конструкционных материалов методами индентирования и склерометрии на субмикронном и нанометровом масштабах

• Автор: Усеинов, Сергей Серверович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Обзор методов измерения твердости на субмикронном и нанометровом масштабах
1.1 История развития методов измерения твердости
1.2 Методы измерения твердости материалов на субмикронном и
нанометровом масштабе
1.2.1 Метод микроиндентирования
1.2.2 Метод наноиндентирования
1.2.3 Метод склерометрии
1.3 Особенности применения методов измерения твердости
Выводы
2 Сканирующий нанотвердомер «НаноСкан-ЗБ»
2.1 Отличительные особенности и основные функциональные
возможности сканирующего нанотвердомера «11аноСкан-30»
2.2 Конструкция сканирующего нанотвердомера «НаноСкан-ЗВ»
2.3 Конструкция системы нагружения
2.3.1 Измеряемые сигналы
2.3.2 Измерение топографии
2.3.3 Измерение карт механических свойств
2.4 Методика калибровки сканирующего нанотвердомера
«НаноСкан-ЗБ»
2.4.1 Калибровка перемещений в плоскости ХУ
2.4.2 Калибровка перемещений по оси Ъ
2.4.3 Калибровка датчика силы
2.4.4 Определение функции формы индентора
2.4.5 Определение податливости системы нагружения
нанотвердомера
Выводы

3 Методы индентирования
3.1 Метод измерительного динамического индентирования (ИДИ)
3.1.1 Общие принципы
3.1.2 Определение точки контакта
3.1.3 Алгоритм измерения
3.1.4 Диаграмма нагружение-внедрение
3.1.5 У чет факторов
3.2 Метод измерения твердости по изображению
восстановленного отпечатка
3.2.1 Общие принципы
3.2.2 Процесс измерения
3.2.3 Алгоритм расчета площади проекции отпечатка и
площади навалов
Выводы
4 Метод склерометрии
4.1 Традиционный метод склерометрии
4.1.1 Общие принципы
4.1.2 Алгоритм эксперимента
4.1.3 Определение значения твердости
4.2 У совершенствование метода склерометрии
4.2.1..................................................Общие принципы
4.2.2 Алгоритм измерения
4.2.3 Обработка полученных сигналов
Выводы
5 Экспериментальное исследование модельных образцов
5.1 Условия проведения экспериментов
5.2 Описание образцов
5.3 Процесс эксперимента
5.4 Обсуждение полученных результатов
Выводы
6 Применение методов измерения твердости для исследования
новых конструкционных материалов
6.1 Исследование наноструктурированного алюминиевого сплава,
легированного фуллереном Сбо
6.1.1 Описание образцов
6.1.2 Результаты исследования
Выводы
6.2 Исследование тонких алмазоподобных углеродных покрытий
Выводы
Список используемых источников:
Приложение А
Приложение Б
Методические факторы
К методическим можно отнести такие факторы, как форма наконечника и шероховатость поверхности, т.е. факторы, которые должны учитываться в методике измерения.
Форма иглы. При измерении контактными методами могут использоваться иглы различной формы: полусферы (в тестах Бринеля и Роквелла), различные четырехгранные пирамиды (тесты по Виккерсу и Кнупу) или конусы (Роквелл). Идеально острые иглы (конусы и пирамиды) оставляют пластические деформации даже при небольших нагрузках.
Форма иглы идеальная реальная
Рисунок 1.5 - Отклонение формы иглы от идеальной ведет в неправильной оценке площади контакта и, следовательно, к ошибкам при вычислении
модуля упругости.
Однако, вершина любой, даже хорошо заточенной, иглы всегда имеет небольшой радиус закругления. Это приводит к недооценке площади контакта (Рисунок 1.5) и, следовательно, к неправильному вычислению твердости.