基于Nano Indenter的纳米刻划性能试验研究

概述了纳米划痕试验在研究材料纳米刻划性能方面的研究进展，着重介绍了材料刻划破裂机理和刻划临界载荷，以及薄膜材料厚度效应和基底效应对纳米刻划性能的影响等方面的研究状况，讨论了今后尚需进一步研究的问题。     

小能量多冲法对物理气相沉积膜层机械性能的评价

利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiA lN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的影响规律;比较了膜层在承受动态多冲与静态压入载荷条件下失效行为的异同;分析了膜层在小能量多冲条件下的失效机制。结果表明:小能量多冲法能够很好地模拟膜层承受动态冲击载荷的服役工况。该方法既可以用于评价硬质陶瓷膜层的机械性能,也可用于合金膜层的力学性能表征;冲击力比冲击周次对膜层多冲失效行为的影响更为显著;四棱锥冲头较球型冲头更易于造成膜层的剥落失效,因而更有利于评价膜层的结合强度;承载能力高的基材有利于提高膜层的多冲抗力;膜层在四棱锥冲头多冲条件下主要发生膜基结合型破坏,而在静载压入条件下的失效则以开裂为主,反映了膜层的韧性及内聚强度。     

球压痕试验法评价金属材料的强度

通过单次压痕试验与有限元模拟相结合的方法,结合反向分析方法与模拟退火粒子群算法,从获得的载荷-深度曲线加载部分提取材料的塑性参数,基于Ludwig硬化模型预测了不同金属材料的强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:模拟得到的载荷-深度曲线与试验得到的几乎重合,二者的相对误差小于0.5%,说明模拟退火粒子群算法可有效地从压痕载荷-深度曲线中提取出金属材料的塑性参数;基于Ludwig硬化模型,利用反向分析方法从压痕载荷-深度曲线中提取的真应力-真塑性应变曲线不是唯一的,但从真应力-真塑性应变曲线计算得到的强度具有明显的收敛趋势;采用压痕试验得到不同金属材料的强度均接近于由拉伸试验得到的,屈服强度与抗拉强度的最大相对误差分别为5.9%,4.3%,说明采用压痕试验法可以准确地评价金属材料的强度。     

反应等离子喷涂TiN/AlN涂层的性能研究

TiN涂层可以通过传统的物理或者化学气相沉积（PVD及CVD）工艺制备,但其缺点是沉积速率低,涂层厚度过薄;这些都严重地限制了TiN涂层材料在磨、蚀服役条件下的应用.本文利用反应等离子喷涂的方法制备了TiN/AlN涂层并研究分析了涂层的组织及摩擦磨损性能.结果表明：TiN/AlN涂层韧性比TiN涂层有所提高;TiN/AlN涂层不仅有较低的摩擦系数,且在高载下的磨损性能比TiN涂层有较大的提高.     

金属材料准静态断裂性能标准测试技术研究进展

准静态断裂性能是评价含裂纹结构完整性的重要力学参量,其测试规范的制修订可反映国家在国际断裂测试领域的技术水平。由于较复杂的断裂力学理论背景以及长期经费投入乏力,我国的断裂性能测试规范自主创新修订工作严重落后于国际水平。自2011年立项至今,历经3年的不懈研究,完成了新版国家断裂测试规范GB/T 21143-2014的修订,且在原规范的基础上取得了许多新进展。主要包括:对基于柔度原理的裂纹长度计算公式进行了简化,完善了原有J积分和CTOD计算式;推荐了考虑断裂试样大角度转动影响的旋转修正新方法;借鉴ASTM E1820-11规范,引入了改良后的单试样规则化法。为了更好地促进新规范的推广应用,本文就新规范修订中涉及的上述技术的研究进展进行详细综述。     

Evaluation of adhesion/cohesion bond strength of the thick plasma spray coatings by scratch testing on coatings cross-sections

The possibility of adhesion/cohesion bond strength evaluation of thick plasma spray coatings with scratch tester, according to the ISO working draft (ISO/WD 27307), was analyzed and compared with the standard test method (ASTM C 633). Four different coatings deposited with atmospheric plasma spraying were used. The results showed that scratch testing could be used as an efficient method for evaluation of thick plasma spray coatings cohesion. It is a relatively easy and quick test method, and for practical application it could be also used as a supplement of some standard test method as a coating characterization and quality control technique.     

爆炸法制备铁/铝双金属复合管的界面组织与结合强度

为研究爆炸法制备铁/铝双金属管复合界面的结合情况,通过压剪试验测试了该界面的结合强度,采用扫描电子显微镜和能谱仪分析了界面形貌及元素分布情况,并讨论了退火热处理对界面的影响.结果表明:制得的复合管中部实现了铁和铝的波状焊合,过渡层较窄,界面处未观察到明显的金属间化合物;界面的结合强度高于铝基体的抗剪强度;退火处理能够明...