應用案例

600°C高溫下銅納米柱力學壓縮實驗

銅納米柱壓縮實驗力學曲線

以形狀尺寸微小或操作尺度極小為特征的微機電系統(MEMS)越 來越受到人們的高度重視，對于尺度在100μm量級以下的樣品， 會給常規的拉伸和壓縮試驗帶來一系列的困難。納米壓縮實驗， 由于在材料表面局部體積內只產生很小的壓力，正逐漸成為微/ 納米尺度力學特性測量的主要工作方式。因此，開展微納米尺度 下材料變形行為的實驗研究十分必要。為了研究單晶面心立方 材料的微納米尺度下變形行為，以納米壓縮實驗為主要手段，分 析了銅納米柱初始塑性變形行為和晶體缺陷對單晶銅初始塑性 變形的影響，結果表明銅柱在納米壓縮過程中表現出更大程度的 彈性變形。同時對壓縮周圍材料發生凸起的原因和產生的影響進 行了分析，認為銅納米柱壓縮時周圍材料的凸起將導致納米硬度 和測量的彈性模量值偏大。為了研究表面形貌的不均勻性對銅納 米柱初始塑性變形行為的影響，通過加熱的方法，在銅納米柱表 面制備得到納米級的表面缺陷，并對表面缺陷的納米壓縮實驗數 據進行對比分析，結果表明表面缺陷的存在會極大影響銅納米柱 初始塑性變形。通過透射電子顯微鏡，對銅納米柱壓縮點周圍的 位錯形態進行了觀察，除了觀察到納米壓縮周圍生成的位錯，還 發現有層錯、不全位錯及位錯環的共存，結果表明銅納米柱的初 始塑性變形與位錯的發生有密切的聯系。