| 微纳米结构陶瓷涂层的弹性模量和硬度表征 |
| 英文题名 | The Elastic Modulus and Hardness of Micro-structured/Nano-structured Ceramic Coatings
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| 王颖彪
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| 导师 | 梁立红
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| 2016
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| 学位授予单位 | 中国科学院大学
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位类别 | 硕士
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| 学位专业 | 固体力学
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| 摘要 | 陶瓷涂层在不同热载荷和力载荷作用下容易发生脱落，断裂强度和韧性是衡量涂层脱落的重要标准之一，因而与断裂强度和韧性相关的弹性模量和硬度的测量非常重要。本文对于微纳米结构陶瓷涂层的弹性模量和硬度表征开展了如下几个方面的研究： （1）采用Oliver-Pharr方法，利用连续刚度法对粘结在合金基底上的微纳米结构陶瓷涂层的正面（涂层表面）和侧面进行了纳米压入测量，得到了微纳米结构陶瓷涂层正面和侧面的弹性模量和硬度；并采用宏观压入法测量了微纳米结构陶瓷涂层表面的弹性模量和硬度；对纳米压入和宏观压入的实验结果进行了比较。对宏观压入的实验结果进行Weibull分布研究，实验结果与理论符合较好。对纳米压入和宏观压入的实验结果进行了尺度效应分析，给出了应变梯度理论的特征尺度和表界面能密度的取值范围，与理论预测的取值范围相符。 （2）通过纳米压入法，研究了界面对弹性模量和硬度的影响，分别测量了微纳米涂层/粘结层界面影响下的涂层的弹性模量和硬度及粘结层/金属基底界面影响下的金属基底的弹性模量和硬度，并讨论了界面对金属基底和微纳米结构陶瓷涂层的弹性模量和硬度的影响。给出了弹性模量和硬度随着距离界面的距离增加的变化规律，并比较了远离界面的弹性模量和硬度的测量值。 （3）采用三点弯和四点弯测量方法，结合复合梁理论计算了涂层的弹性模量，并利用原位弯曲实验研究了不同加载方式下的破坏模式和破坏模式的厚度依赖性，讨论了纳米压入法、宏观压入法和弯曲法测量出的弹性模量的差异。 |
| 索取号 | 31341
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59414
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| 专题 | 非线性力学国家重点实验室
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
王颖彪. 微纳米结构陶瓷涂层的弹性模量和硬度表征[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.
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