一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法技术

本发明专利技术提供一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法，将材料内部夹杂利用化学蚀刻显现出来，消除应力，探针在夹杂表面精确定位，对夹杂进行加载卸载实验，使之压入样品表面，当载荷达到最大值时，移除外载；通过测量压痕的深度和几何尺寸，结合测得的载荷值和位移值，确定材料的弹性模量。本发明专利技术能定位精准，测量数据准确可靠，填补了技术空白；相对于静态拉伸法，能对微纳尺度对象进行测试，而对样品形貌尺寸无特殊要求，测试速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法
本专利技术属于材料测试领域，具体涉及材料内部夹杂的弹性模量测定方法。利用本专利技术利用纳米压痕技术，可对材料内部夹杂的弹性模量进行测定。
技术介绍
材料在制备过程中由于原料不纯或者设备原因或者环境气氛等原因，会在材料或部件内部形成夹杂。这些夹杂虽然量少，但是对材料的性能起着重要作用。比如，材料会优先在夹杂部位形成裂纹，夹杂位置是材料失效的主要部位；另外夹杂也是材料发生腐蚀的主要部位，比如某些材料的氢腐蚀就优先发生在夹杂之处；另外由于在夹杂和基体界面存在化学势差，也是发生电化学腐蚀的优先之处。因而，夹杂的存在及其性能对材料或部件的服役性能评估至关重要。表征材料内部的夹杂性能是研究材料断裂失效或腐蚀行为的前提，是材料或部件的模拟仿真研究的基础输入和关键数据。杨氏模量是材料的一种重要参数之一，是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量，它反映了材料弹性形变与应力的关系，是材料研制和性能评价的重要参量。一般采用静态法和动态法测量。静态法采用拉伸-引伸计法测定。动态法是通过波在金属中传播引起材料的共振，通过测量共振频率来间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法，其特征在于，步骤为：/nS1 将含有夹杂的样品处理成光滑表面，/nS2 通过化学蚀刻将夹杂显现出来，将样品清洗干净；/nS3 采用电化学或离子蚀刻方法，消除夹杂应力；/nS4 将含有夹杂的样品置于纳米压痕探针下，利用显微镜寻找并定位夹杂；/nS5 对夹杂进行纳米压痕探针实验，施加载荷，当载荷达到最大时，保持载荷2s，然后卸载载荷，收集数据，获得夹杂的纳米压痕响应曲线；/nS6 对获得的夹杂纳米压痕响应曲线进行分析，判断实验过程是否合格；如果实验过程合格，对响应曲线的卸载阶段进行拟合，求取斜率，获得纳米压痕模量E

【技术特征摘要】
1.一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法，其特征在于，步骤为：
S1将含有夹杂的样品处理成光滑表面，
S2通过化学蚀刻将夹杂显现出来，将样品清洗干净；
S3采用电化学或离子蚀刻方法，消除夹杂应力；
S4将含有夹杂的样品置于纳米压痕探针下，利用显微镜寻找并定位夹杂；
S5对夹杂进行纳米压痕探针实验，施加载荷，当载荷达到最大时，保持载荷2s，然后卸载载荷，收集数据，获得夹杂的纳米压痕响应曲线；
S6对获得的夹杂纳米压痕响应曲线进行分析，判断实验过程是否合格；如果实验过程合格，对响应曲线的卸载阶段进行拟合，求取斜率，获得纳米压痕模量Er：

；
参数定义
式中：
S：施加载荷时位移最大值hm时的斜率，定义为接触刚度；
β：与压头形状常数，具有轴对称的压头，β=1；
A：压痕的投影接触面积；
S7通过下列公式将纳米压痕模量换算成杨氏模量Es：

；
式中：Es，νs分别为样品的弹性模量和泊松比；Ei，νi分别为压头的弹性模量和泊松比。


2.根据权利要求1所述一种材料内部夹杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞文，法涛，莫川，申亮，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51