Эффект размера отступа

Эффект размера отпечатка (ISE) — это наблюдение, согласно которому твердость имеет тенденцию увеличиваться по мере уменьшения размера отпечатка в небольших масштабах. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Когда во время испытания материала создается вмятина (любая небольшая отметка, обычно оставленная специальным инструментом), твердость материала непостоянна. В малых масштабах материалы на самом деле будут тверже, чем в макромасштабе. Для обычного эффекта размера отпечатка: чем меньше отпечаток, тем больше разница в твердости. Эффект был замечен посредством измерений наноиндентирования и микроиндентирования на различной глубине. Дислокации увеличивают твердость материала за счет увеличения напряжения течения за счет механизмов блокировки дислокаций. ^{[ 3 ]}^{[ нужны разъяснения ]} Материалы содержат статистически сохраненные дислокации (SSD), которые создаются однородной деформацией и зависят от материала и условий обработки. ^{[ 4 ]} С другой стороны, геометрически необходимые дислокации (GND) образуются в дополнение к статистически присутствующим дислокациям для поддержания непрерывности внутри материала.

Эти дополнительные геометрически необходимые дислокации (GND) еще больше увеличивают напряжение течения в материале и, следовательно, измеряемую твердость. Теория предполагает, что на пластическое течение влияет как деформация , так и размер градиента деформации, испытываемого в материале. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Отпечатки меньшего размера имеют более высокие градиенты деформации по сравнению с размером пластической зоны и, следовательно, имеют более высокую измеренную твердость в некоторых материалах.

Для практических целей этот эффект означает, что твердость в низком микро- и нано-режиме нельзя сравнивать напрямую, если измерять ее с использованием разных нагрузок. Однако преимущество этого эффекта заключается в том, что его можно использовать для измерения влияния градиентов деформации на пластичность . Несколько новых моделей пластичности были разработаны с использованием данных исследований размерного эффекта отпечатков. ^{[ 4 ]} который может быть применен к ситуациям с высоким градиентом деформации, таким как тонкие пленки. ^{[ 7 ]}

Ссылки

^ Фарр, Джордж М.; Герберт, Эрик Г.; Гао, Яньфэй (июнь 2010 г.). «Эффект размера отпечатка: критическое исследование экспериментальных наблюдений и механистических интерпретаций». Ежегодный обзор исследований материалов . 40 (1): 271–292. Бибкод : 2010AnRMS..40..271P . doi : 10.1146/annurev-matsci-070909-104456 . ISSN 1531-7331 .
^ Сарджент, П.М. (1985), «Использование влияния размера отпечатка на микротвердость для определения характеристик материалов», Методы микроиндентирования в материаловедении и инженерии , ASTM International, стр. 160–160–15, doi : 10.1520/stp32956s , ISBN 978-0-8031-0441-9
^ Аскеланд, Дональд Р. (2016). Наука и инженерия материалов . Райт, Венделин Дж. (Седьмое изд.). Бостон, Массачусетс: Cengage Learning. стр. 111–118. ISBN 9781305076761 . OCLC 903959750 .
^ Jump up to: ^а ^б Никс, Уильям Д.; Гао, Хуацзянь (октябрь 1997 г.). «Влияние размера отпечатка в кристаллических материалах: закон пластичности градиента деформации» . Журнал механики и физики твердого тела . 46 (3): 411–425. дои : 10.1016/s0022-5096(97)00086-0 . ISSN 0022-5096 .
^ Фишер-Криппс, Энтони К. (2000). Введение в контактную механику . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 0387989145 . OCLC 41991465 .
^ Ву, Теодор; Хатчинсон, Джон; Флек, Н. (1997). «Градиентная пластичность деформации». Достижения прикладной механики . Том. 33. Эльзевир Наука. п. 296. ИСБН 9780080564111 .
^ Войяджис, Джордж; Ягуби, Мохаммадреза (23 октября 2017 г.). «Обзор эффекта размера наноиндентирования: эксперименты и атомистическое моделирование» . Кристаллы . 7 (10): 321. дои : 10.3390/cryst7100321 . ISSN 2073-4352 .

Эта статья по инженерной тематике незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Фарр, Джордж М.; Герберт, Эрик Г.; Гао, Яньфэй (июнь 2010 г.). «Эффект размера отпечатка: критическое исследование экспериментальных наблюдений и механистических интерпретаций». Ежегодный обзор исследований материалов . 40 (1): 271–292. Бибкод : 2010AnRMS..40..271P . doi : 10.1146/annurev-matsci-070909-104456 . ISSN 1531-7331 .

[2] Сарджент, П.М. (1985), «Использование влияния размера отпечатка на микротвердость для определения характеристик материалов», Методы микроиндентирования в материаловедении и инженерии , ASTM International, стр. 160–160–15, doi : 10.1520/stp32956s , ISBN 978-0-8031-0441-9

[3] Аскеланд, Дональд Р. (2016). Наука и инженерия материалов . Райт, Венделин Дж. (Седьмое изд.). Бостон, Массачусетс: Cengage Learning. стр. 111–118. ISBN 9781305076761 . OCLC 903959750 .

[:0-4] Jump up to: ^а ^б Никс, Уильям Д.; Гао, Хуацзянь (октябрь 1997 г.). «Влияние размера отпечатка в кристаллических материалах: закон пластичности градиента деформации» . Журнал механики и физики твердого тела . 46 (3): 411–425. дои : 10.1016/s0022-5096(97)00086-0 . ISSN 0022-5096 .

[5] Фишер-Криппс, Энтони К. (2000). Введение в контактную механику . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 0387989145 . OCLC 41991465 .

[6] Ву, Теодор; Хатчинсон, Джон; Флек, Н. (1997). «Градиентная пластичность деформации». Достижения прикладной механики . Том. 33. Эльзевир Наука. п. 296. ИСБН 9780080564111 .

[7] Войяджис, Джордж; Ягуби, Мохаммадреза (23 октября 2017 г.). «Обзор эффекта размера наноиндентирования: эксперименты и атомистическое моделирование» . Кристаллы . 7 (10): 321. дои : 10.3390/cryst7100321 . ISSN 2073-4352 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]