一种利用纳米压痕仪测量材料高温力化学耦合的实验方法

摘要

一种利用纳米压痕仪测量材料高温力化学耦合的实验方法，属于工程材料、结构形变及力学实验技术领域。本发明的技术特点是通过利用纳米压痕仪提供的高温环境，在温度达到目标温度之后在抛光的试件表面进行压痕实验，获得试件表面压痕，之后保持压头与压痕接触，使材料在受力条件下发生一定时间的氧化，实验结束后通过透射电子显微镜与能量色散X射线光谱仪分析测量材料表面压头作用区受拉应力与受压应力区的氧化层厚度，计算材料在不同应力状态下的氧化速率。该发明基于纳米压痕仪的具体实验分析结果，在微米及纳米尺度下，通过测量材料在不同应力状态下的氧化速率，对材料的力化学耦合过程及材料性能进行评估。

主权项

一种利用纳米压痕仪测量材料高温力化学耦合的实验方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)制备金属或合金基体材料试件，将试件表面打磨抛光；2)根据具体材料的耐氧化特性，将纳米压痕仪的操作台升温至目标温度；3)温度稳定后，根据具体试件自身硬度特性施加载荷，进行压痕实验，获得试件表面压痕，保持压头与试件基体接触不动，使材料在受力情况下氧化30min‑120min；4)将获得的带有表面压痕的试件进行切割，获得压痕位置的横截面，在透射电子显微镜下对压痕位置横截面进行实验观测，分别测量压痕受压应力与受拉应力不同区域氧化层厚度；5)利用能量色散X射线光谱仪分别对压应力与拉应力不同氧化区域的氧化层厚度进行校准，得到同一温度下不同应力所对应的氧化速率的关系。