一种无残余应力薄膜及其制备方法和在纳米压痕法中应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料测试技术研宄领域，具体的涉及一种无残余应力薄膜及其制备方 法和在纳米压痕法中应用。
【背景技术】
[0002] 构件在制造加工过程中的各种工艺因素以及加工过程的不均匀塑性变形，温度的 升降和化学或物理化学变化等会促使残余应力的产生。纳米压痕试验法是一种较新的残余 应力测试方法，具有极高的力分辨率和位移分辨率，测量过程对工件所造成的破坏小，测量 方便、迅速，而且标距很小，适于应力梯度变化大的场合。目前，基于纳米压痕测试法的模型 有Suresh理论模型、Yun-Hee模型、Swadener理论以及Xu模型等，其中Suresh理论模型最 为常用。但是Suresh理论模型中的无应力试样很难获得，该技术意在获得无残余应力的薄 膜试样，以便计算薄膜的残余应力。
[0003] Suresh理论模型是使用尖锐压头来测量材料表面残余应力和残余塑性应变的一 种方法。该方法假设残余应力和残余塑性应变在至少比压痕大几倍的深度下是等双轴的、 均一的，并假设残余应力对材料的硬度无影响，其假设模型如下式所示。 V ? \ ? 、
【主权项】
1. 一种无残余应力薄膜，其特征在于，该薄膜主要用于压痕法计算残余应力的大小，是 一种金属薄膜，所述金属薄膜是通过物理气相沉积或化学气相沉积将该薄膜溅射或沉积在 单晶晶体上，随后去除晶体而得到。
2. -种无残余应力薄膜的制备方法，其具体步骤如下： (1) 利用PVD或者CVD薄膜溅射或者沉积在单晶晶体上； (2) 将薄膜试样置于薄膜支架上； (3) 将带有试样的薄膜支架放置于能够溶解晶体的溶液中并使晶体溶解； (4) 干燥、固定薄膜试样，得无残余应力薄膜。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单晶为NaCl晶体。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能够溶解晶体的溶液为离子水与酒精 按1 : 3的比例混合的溶液。
5. -种无残余应力薄膜在纳米压痕法中的应用，其特征在于，无残余应力薄膜为金属 薄膜，所述金属薄膜是通过物理气相沉积或化学气相沉积将该薄膜溅射或沉积在单晶晶体 上，随后去除晶体而得到。
【专利摘要】本发明公开了一种无残余应力薄膜，该薄膜主要用于压痕法计算残余应力的大小，是一种金属薄膜，所述金属薄膜是通过物理气相沉积或化学气相沉积将该薄膜溅射或沉积在单晶晶体上，随后去除晶体而得到。本发明还公开了该无残余应力薄膜的制备方法和在纳米压痕法中的应用。本发明获得的无残余应力的试样薄膜与基底结合的界面应力完全去除，且纳米压痕试验过程中，薄膜能够无底面支撑，以防底面对测量结果产生影响。该无残余应力的薄膜大大提高了纳米压痕测试法Suresh理论模型的适应性和实用性。
【IPC分类】G01N3-42, G01N1-28
【公开号】CN104729897
【申请号】CN201510069498
【发明人】王海斗, 徐滨士, 金国, 刘金娜
【申请人】中国人民解放军装甲兵工程学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月11日