铱单晶的纳米压痕尺寸效应研究

摘要：

采用纳米压痕技术和原子力显微镜对铱(Ir)单晶(100)和(110)取向的载荷-位移曲线、弹性模量、压痕形貌、压痕硬度-加载深度等进行了研究。结果表明，Ir(100)与Ir(110)单晶的弹性模量分别为477和493 GPa；加载深度为10~2500 nm时，Ir单晶的纳米压痕硬度存在压痕尺寸效应，在10~500 nm 时表现更为强烈，表明随着加载深度的增加，单晶材料的硬度减小；基于 Nix-Gao 模型，计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的纳米硬度H0分别为2.32和2.46 GPa，当加载深度分别大于4910和5220 nm时，Ir单晶的纳米硬度不存在尺寸效应，可作为金属铱硬度测试的重要依据；采用硬度和深度的幂律关系计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的尺寸效应因子(m)分别为0.44和0.48，该值远远大于其他金属和半导体材料，这种反常现象可能与铱原子间的异常强的交互作用有关。

关键词：金属材料、铱单晶、压痕尺寸效应、纳米压痕

所属期刊栏目：37

分类号：TG146.3(金属学与热处理)

资助基金：NSFC-国家自然科学基金云南省联合基金U1202273;国家自然科学基金51501075;云南省院所技术开发专项2014DC018。

在线出版日期：2016-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：27-32