导读:本文包含了纳米压痕实验论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光子晶体薄膜,纳米压痕,有限元模拟,能量法
纳米压痕实验论文文献综述
王月敏,商磊,闫相桥,李新刚,李垚[1]（2019）在《基于纳米压痕技术的光子晶体薄膜实验研究与有限元模拟》一文中研究指出采用垂直沉积自组装法制备了粒径为180 nm的SiO_2光子晶体薄膜,利用纳米压痕技术对其进行力学测试,采用ABAQUS软件对纳米压痕过程进行了仿真研究。结果表明:制备的光子晶体薄膜粒径均一且排列有序,弹性模量为7. 79 GPa,硬度为0. 181 GPa。有限元仿真的位移-荷载曲线与实验测试曲线保持一致,验证了仿真模型的正确性。通过对不同压入位置的模拟,发现薄膜的硬度和弹性模量随着压痕点从球形顶点过渡到微球中间时有增加的趋势。利用纳米压痕过程的能量分布,分析了压头下能量分布机理及不同压入位置力学参数不同的原因。(本文来源于《材料导报》期刊2019年14期）
李明林,庞皓升,赖联峰,高诚辉[2]（2018）在《单层二硫化钼纳米压痕实验》一文中研究指出单层二硫化钼因其固有直接带隙半导体特性和超薄二维结构而在纳米光电子器件、柔性电子器件、纳米光压电器件等领域拥有光明的应用前景。自从Lee等人基于原子力显微镜测试表征石墨烯的弹性力学特性和断裂强度以来,原子力显微镜纳米压痕实验成为表征二维材料力学性能的主要手段之一。然而,因为单层二维材料制备和纳米压痕实验样品转移的困难,文献中关于单层二硫化钼纳米压痕实验的数据依然十分有限,实验研究方案比较单一。本文针对包含不同尺寸(0.8～1.5μm)和形状(圆形和方形)的孔洞基底,转移制备单层二硫化钼实验样品,采用原子力显微镜硅探针对悬空的样品进行多次加载-卸载实验,直至最后压破样品,研究单层二硫化钼的力学响应。大量实验研究发现,(1)单层二硫化钼的弹性模量约为230±50 Gpa,断裂压力达到1695±228 nN,考虑针尖磨损后的断裂强度约为32.9±4.0 Gpa;(2)圆孔和方孔、孔的大小等因素对单层二硫化钼弹性模量的影响非常微小,且无明显增减趋势,但对其断裂强度的影响虽然也十分微小,却可见随尺寸增大而增大的影响趋势;(3)在加载-卸载实验中,可见随着压力增大,载荷位移曲线出现较为明显的弹性迟滞现象。本文研究对单层二硫化钼力学表征及应用具有工程指导意义。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
肖钧凯,汪国睿,戴兆贺,缪泓,刘璐琪[3]（2018）在《多层二维材料纳米压痕实验研究》一文中研究指出多层二维材料在诸多应用领域拥有广阔的前景,其力学性能是保证材料和器件性能与服役寿命的关键性因素。然而,在以往的力学表征中,其层间耦合作用对于力学性能测量的影响往往被忽略,对随着厚度增加而带来的弯曲刚度效应也缺乏相应关注。本文基于原子力显微镜的纳米压痕技术研究了多层石墨烯、六方氮化硼和二硫化钼的力学行为,实现了其力学性能的准确测量。实验结果表明,随着二维材料片层厚度的增加,受弯曲刚度影响,其力学行为从薄膜特征向线性板特征转变。对于表现出板行为的材料,我们采用"柔度法"计算其杨氏模量,所得数值与薄膜行为的求解较为一致。同时,我们发现多层二维材料体系中,由于层间相互耦合作用较弱,在变形过程中容易引起层间相对滑移,因而造成所测力学性能的弱化。本文的工作不仅发展了一种测量厚层二维纳米材料力学性能的方法,还揭示了层间耦合作用对于多层二维材料变形行为的影响,为探究二维异质结的结构-性能关系乃至微纳器件的制备加工提供了新的思路。(本文来源于《实验力学》期刊2018年05期）
时贤,蒋恕,卢双舫,何治亮,李东杰[4]（2019）在《利用纳米压痕实验研究层理性页岩岩石力学性质——以渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组为例》一文中研究指出采用点矩阵纳米压痕技术对渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组页岩进行弹性模量、硬度、断裂韧性等力学参数测量,借助场发射扫描电镜和能量色散X射线荧光光谱对压痕形貌及压痕区域矿物组成进行定量分析,提出基于矿物强度分类的叁组分页岩微观力学模型,采用Mori-Tanaka方法实现力学参数从纳米向厘米尺度升级,并利用页岩单轴压缩实验结果进行对比分析。实验结果表明,纳米尺度下的页岩弹性模量与硬度、弹性模量与断裂韧性之间具有良好的线性关系,垂直层理方向的页岩弹性模量、硬度、断裂韧性等略小于平行层理方向;力学参数具有Weibull分布特点,硬度结果离散性最强,分析主要为页岩本身非均质性和压痕投影不确定性所导致。对比纳米压痕均值统计、尺度升级模型与宏观单轴压缩实验结果发现,纳米尺度下力学参数结果要高于尺度升级模型和单轴力学实验参数结果,证实不同尺度下的力学参数存在差异性,岩心尺寸越大,包含颗粒间孔隙和内部缺陷越多,则会导致岩石力学参数值减小。(本文来源于《石油勘探与开发》期刊2019年01期）
韦丹运[5]（2018）在《纳米压痕技术探究骨微观力学特性变化的实验研究》一文中研究指出目的:利用纳米压痕技术了解骨微观结构的力学特征在骨质疏松中发生的变化,探究其发生的机制,为骨质疏松的诊疗提供理论依据。方法:1、对临床上行腰椎扩大减压术患者行术前腰椎骨密度检查,以区分骨质疏松及非骨质疏松患者。2、收集20例骨质疏松患者第4腰椎(L4)椎板骨,做为实验组;20例非骨质疏松患者第4腰椎(L4)椎板骨,做为对照组。3、Micro-CT对两组的L4椎板骨进行扫描,Evaluation V6.5-3软件进行定量分析并比较两组L4椎板骨的相对骨体积或骨体积分数(Proportion or Percentage of the Volume of Interest of Bone,BV/TV)、骨小梁分离度(trabecular Separation/apacing,Tb.Sp)、骨小梁厚度(Trabecular Thickness,Tb.Th)、结构模型指数(Structure Model index,SMI)。4、将两组的L4椎板骨进行切片、打磨,制成厚约3mm,两面光滑的样品,对其进行纳米压痕测试,每个样品测试10个点,计算其硬度及弹性模量。结果:1、两组患者性别、年龄、BMI等一般资料比较无明显差异(P>0.05)。2、通过双能X线扫描,实验组骨密度较对照组骨密度明显降低(P<0.05)。3、Micro-CT扫描结果表明,实验组骨小梁稀薄、断续、排列混乱,存在较多无骨小梁骨髓区,表现出显着的骨微结构破坏;经Evaluation V6.5-3软件分析,实验组骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)较对照组明显降低(P<0.05),而骨小梁分离度(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)较对照组明显升高(P<0.05)。4、纳米压痕检测结果表明实验组骨小梁骨硬度及弹性模量均较对照组显着下降(P<0.05)。结论:1、纳米压痕技术具有超高位移高分率、超低载荷、对样品无损等优点,可以用于骨微结构的力学测试。2、骨质疏松患者骨微结构破坏及骨小梁硬度、弹性模量共同下降,是造成骨强度下降的主要原因。(本文来源于《广西医科大学》期刊2018-05-01）
李士杰[6]（2018）在《叁元铁电单晶PIN-PMN-PT纳米压痕测试及裂尖变形场实验研究》一文中研究指出叁元铁电单晶铌铟酸铅–铌镁酸铅–钛酸铅(Pb(In_(1/2)Nb_(1/2)O_3)–Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3–PbTiO_3,PIN-PMN-PT)为代表的新型铁电单晶成为功能材料领域的热门研究对象,铁电单晶已成为制造新一代高性能超声波换能器、致动器及传感器等机电器件的重要材料。但是,铁电单晶在加工、器件制作和使用过程中不可避免地会产生孔洞、裂纹等缺陷,并且铁电单晶具有固有脆性,在力、电载荷单独或协同作用下,铁电单晶中区区数微米的缺陷,常常会导致铁电单晶器件发生断裂。因此,研究铁电单晶力学性能和裂纹尖端微纳尺度变形场的演化,对提高铁电单晶器件的可靠性及寿命评估具有关键意义。本文采用纳米压痕测试技术研究叁元铁电单晶的力学性能,以及场发式原位扫描电镜和几何相位分析方法相结合的方式研究了材料中裂纹的萌生、扩展以及裂纹尖端变形场,主要结论为:1、通过纳米压痕测试技术,分别对叁元铁电单晶(PIN-PMN-PT)叁个晶面,进行了硬度、弹性模量、接触刚度的测量,并计算出每个晶面的弹性回复率,结果表明:(1)(001)晶面硬度为6.07GPa,(110)晶面硬度为6.81GPa,(111)晶面硬度为6.91GPa。因此该材料的(111)晶面的硬度大于其余两个晶面,(001)晶面硬度最小。(2)(001)晶面的弹性模量为132.55GPa,(110)晶面的弹性模量为137.80GPa,(111)晶面的弹性模量为138.53GPa。因此该材料(111)晶面的弹性模量大于其余两个晶面,(001)晶面弹性模量最小。(3)接触刚度变化规律为整体上与压入深度成直线关系,随着压入深度的增加,裂纹长度与宽度越大,其中(111)晶面略大于其余两个晶面,(110)晶面次之,(001)晶面最小。(4)通过弹性回复率得出,压入相同深度,(001)晶面的弹性回复率是最大的,(110)晶面次之,(111)晶面最小,因此弹性回复率较高的,硬度和弹性模量较小。(5)随着深度的不断加深,材料内部残余应力减小,压头的作用力全部作用于塑性变形,硬度值和弹性模量值逐渐减小,微观下存在明显的尺寸效应。2、对叁元铁电单晶进行单轴拉伸实验,与GPA方法相结合,计算出裂纹尖端变形场,分析叁元铁电单晶中的动态裂纹尖端微纳米尺度中应变场的变化。得到如下结论:(1)当载荷位移逐渐增加到2.34μm时,预制缺口处产生裂纹,随着载荷继续增大裂纹逐渐扩展,基本沿着垂直于拉伸方向扩展。(2)对于不同裂纹长度下,裂纹尖端的应变场平均应变值在1%左右变化。其中正应变ε_(xx)、剪切应变ε_(xy)值较小,基本趋近于零,主要由正应变ε_(yy)来控制应变场的变化。该裂纹属于Ⅰ型裂纹。(3)通过GPA方法计算的图像可知,在预制缺口处,有高应变发射区,并且产生的部位与裂纹出现的部位一致,其走向也不变。(本文来源于《内蒙古工业大学》期刊2018-04-01）
傅肄芃,王耀骏,吴斌,黄辉祥,严斌[7]（2018）在《基于纳米压痕实验的犬牙周膜弹性模量研究》一文中研究指出目的:应用纳米压痕技术定量测定比格犬牙周膜弹性模量,为准确建立牙周膜本构模型奠定基础。方法:对于24个比格犬下颌第一磨牙牙根横断面切片试样,采用纳米压痕技术沿牙长轴不同层面和同一层面牙根不同方位的牙周膜位点压入、卸载,获取加载-位移曲线,计算弹性模量,进行统计分析。结果:基于纳米压痕法测得比格犬牙周膜下颌磨牙弹性模量约为0.452~1.542 MPa。沿牙长轴不同牙根层面的牙周膜弹性模量没有显着差异,牙根同一层面不同方位(颊舌侧、近远中侧)的牙周膜弹性模量存在显着差异(P<0.05)。结论:比格犬同一牙根的颊舌侧与近远中侧牙周膜弹性模量存在差异。(本文来源于《实用口腔医学杂志》期刊2018年02期）
于英杰[8]（2017）在《基于SHPB的动态纳米压痕实验设计》一文中研究指出新材料、新工艺的研究与运用是促进科技发展的重要因素,纳米科学与技术的迅速发展,促使纳米级材料在信息电子、生物工程、医学、航天航空、国防等高新范畴得到了广泛的应用,为获得材料更好的性能,人们对材料性能的研究逐渐从宏观层面发展到微观层面,测试精度从毫米级别发展到微纳米级别。纳米压痕技术作为一种新测量材料特性的方法,被广泛应用于研究微米和纳米级材料的力学属性。现实应用中,工程材料所处的环境通常包含有高速撞击、爆炸、切削、高温和高应变率等特殊情况,这类载荷作用时间一般较短、冲击强度高,此时以往的压痕测试手段已经不实用,所以,研制开发能够对材料动态微观力学行为进行精确测试的仪器设备显得十分重要。本文参考已有文献,基于霍普金森杆装置,结合纳米压痕试验原理,自行设计了一套动态纳米压痕试验装置,主要包含撞击杆、入射杆、动力装置、压头的设计。然后应用有限元软件对试验过程进行了数值模拟,撞击速度分别设定为20m/s、30m/s和40m/s。对无氧铜在试验过程中得出的应力云图、应变云图、荷载-压深、应力-应变等曲线进行了分析,研究了材料力学性能的变化规律;通过对试验过程进行模拟,验证了所设计试验装置的可行性;比较了无氧铜在不同撞击速度下的荷载-压深曲线和应力-应变曲线。(本文来源于《河北大学》期刊2017-06-01）
黄思玲[9]（2017）在《叁元合金的纳米压痕分子动力学模拟及实验研究》一文中研究指出纳米孪晶结构作为一种特殊的晶体结构缺陷,表现出优异的力学、摩擦学和热学性质。目前关于纳米孪晶的研究主要集中在单质铜、镁、铝等金属,对工程上使用较多的合金金属纳米孪晶研究较少。实验上主要采用动态塑性变形法、脉冲电沉积法等制备纳米孪晶,动态塑性变形法需要超低温的环境,而脉冲电沉积法需要采用有毒的化学试剂。除了实验研究外,在理论研究方面,目前国内外主要是采用分子动力学模拟的方法来研究纳米孪晶的形成机理,模拟仍然以单质金属为主。此外,关于纳米孪晶的研究主要是通过直接建立纳米孪晶模型,而对于单晶模型中纳米孪晶的形成机理很少有报道。针对这些问题,本文采用纳米压痕的方法制备纳米孪晶结构表面,通过建立单晶叁元镍基合金和叁元钛合金的分子动力学模型,研究了单晶叁元合金纳米压痕模拟过程中应力诱导的变形行为和纳米孪晶的形成机理,主要工作如下:首先,通过在单晶叁元镍基合金C-2000分子动力学模型上进行纳米压痕模拟,分析了不同压入晶向、不同压入速度和不同模型尺寸对镍基合金塑性变形的影响。在单晶叁元镍基合金C-2000的纳米压痕模拟中,观察到纳米孪晶和一种特殊的五重纳米孪晶,通过分析纳米压痕过程中的晶体微结构变化,阐明了单晶镍基合金模型中纳米孪晶和五重孪晶的形成机理。然后,为了验证叁元镍基合金C-2000分子动力学模拟纳米压痕的结果,进行纳米压痕实验,在镍基合金C-2000表面通过纳米压痕实验制备了纳米孪晶结构。获得了峰值载荷为1 N时材料的硬度提升效果较为显着,并在此条件下对镍基合金进行大面积纳米压痕重复加载实验。对纳米压痕处理过的表面进行透射电镜观测,获得了共格的纳米孪晶界图像。最后,采用分子动力学模拟另一种航空常用材料叁元钛合金Ti-2Al-2.5Zr合金的纳米压痕过程。通过调整模型尺寸,压入速度和压头大小后,在不同晶向的合金模型的内部观察到两种纳米孪晶结构,并分析了这两种纳米孪晶的形成机理。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-30）
谢威[10]（2016）在《基于AFM纳米压痕实验的低熔点合金力学分析》一文中研究指出随着纳米科学技术的出现,材料在纳米尺度下的特性备受国内外研究者的青睐,研究纳米尺度下的材料的力学性能日益成为关注的焦点。低熔点合金是指熔点在232℃以下的易熔合金。本文采用Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)作为研究对象,它的熔点约为60℃,主要用于现代高速计算机或微电子技术的热传导。目前对于Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)的研究大多集中在其熔点、膨胀率、密度等参数,而对Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)的硬度、杨氏模量以及粘弹性参数等力学性能的研究相对较少。因此本文尝试利用原子力显微镜纳米压痕技术对Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)进行力学性能实验研究。本文通过对Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)进行AFM纳米压痕实验,获取载荷-压痕深度曲线,利用Oliver-Pharr方法,计算Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)的纳米硬度和杨氏模量。实验结果表明,在加载速率相同的情况下,随着压入载荷的增加,压入深度也呈现出非线性增大,而且会出现一定的弹性回复和永久变形。压入深度随最大压入载荷的增加而增大,而残余深度却有所不同,说明Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)具有非均质特性。纳米硬度不随着压入载荷的增加而减小,说明Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)不存在明显的压痕尺寸效应。杨氏模量测量值随着压入载荷的增加反而降低,说明杨氏模量测量值的差异与Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)中晶粒的堆积效应有关。在原来实验的基础上,分别用0.848μm/s,1.01μm/s,2.01μm/s,5.37μm/s的加载速率加载到最大载荷后,然后以与加载过程相同的速率卸载到0。随着加载速率的提高,样品测得的纳米硬度和杨氏模量测量值均会增大,说明Bi_(31.6)Sn_(19.6)In_(48.8)的纳米硬度和杨氏模量测量值具有加载速率相关性。在原有AFM纳米压痕实验的基础上,通过对低熔点合金和掺杂0.1%石墨烯的低熔点合金分别保载20s,在恒定压痕深度的作用下,分析应力随时间逐渐衰减的情况,进而得到其粘弹性参数。实验结果表明,在恒定压痕深度情况下保载,低熔点合金及其掺杂0.1%石墨烯的低熔点合金均表现出应力迅速松弛而后在约20s内趋于不变的特性,且掺杂0.1%石墨烯的低熔点合金之压痕力松弛量大于不掺杂的低熔点合金。掺杂0.1%石墨烯的低熔点合金变得更软,其瞬时模量降低约60%,也就是瞬时压缩时的载荷-变形曲线更平坦。(本文来源于《湘潭大学》期刊2016-06-01）
纳米压痕实验论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
单层二硫化钼因其固有直接带隙半导体特性和超薄二维结构而在纳米光电子器件、柔性电子器件、纳米光压电器件等领域拥有光明的应用前景。自从Lee等人基于原子力显微镜测试表征石墨烯的弹性力学特性和断裂强度以来,原子力显微镜纳米压痕实验成为表征二维材料力学性能的主要手段之一。然而,因为单层二维材料制备和纳米压痕实验样品转移的困难,文献中关于单层二硫化钼纳米压痕实验的数据依然十分有限,实验研究方案比较单一。本文针对包含不同尺寸(0.8～1.5μm)和形状(圆形和方形)的孔洞基底,转移制备单层二硫化钼实验样品,采用原子力显微镜硅探针对悬空的样品进行多次加载-卸载实验,直至最后压破样品,研究单层二硫化钼的力学响应。大量实验研究发现,(1)单层二硫化钼的弹性模量约为230±50 Gpa,断裂压力达到1695±228 nN,考虑针尖磨损后的断裂强度约为32.9±4.0 Gpa;(2)圆孔和方孔、孔的大小等因素对单层二硫化钼弹性模量的影响非常微小,且无明显增减趋势,但对其断裂强度的影响虽然也十分微小,却可见随尺寸增大而增大的影响趋势;(3)在加载-卸载实验中,可见随着压力增大,载荷位移曲线出现较为明显的弹性迟滞现象。本文研究对单层二硫化钼力学表征及应用具有工程指导意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米压痕实验论文参考文献
[1].王月敏,商磊,闫相桥,李新刚,李垚.基于纳米压痕技术的光子晶体薄膜实验研究与有限元模拟[J].材料导报.2019
[2].李明林,庞皓升,赖联峰,高诚辉.单层二硫化钼纳米压痕实验[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[3].肖钧凯,汪国睿,戴兆贺,缪泓,刘璐琪.多层二维材料纳米压痕实验研究[J].实验力学.2018
[4].时贤,蒋恕,卢双舫,何治亮,李东杰.利用纳米压痕实验研究层理性页岩岩石力学性质——以渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组为例[J].石油勘探与开发.2019
[5].韦丹运.纳米压痕技术探究骨微观力学特性变化的实验研究[D].广西医科大学.2018
[6].李士杰.叁元铁电单晶PIN-PMN-PT纳米压痕测试及裂尖变形场实验研究[D].内蒙古工业大学.2018
[7].傅肄芃,王耀骏,吴斌,黄辉祥,严斌.基于纳米压痕实验的犬牙周膜弹性模量研究[J].实用口腔医学杂志.2018
[8].于英杰.基于SHPB的动态纳米压痕实验设计[D].河北大学.2017
[9].黄思玲.叁元合金的纳米压痕分子动力学模拟及实验研究[D].大连理工大学.2017
[10].谢威.基于AFM纳米压痕实验的低熔点合金力学分析[D].湘潭大学.2016