一种多相材料中各组成相微观力学性能的测定方法

摘要

一种多相材料中各组成相微观力学性能的测定方法。包括：(1)制备待测多相材料试样；(2)在试样待测面上随机选择一或若干个测试区域进行纳米压入测试，测试点按网格形式排列，网格结点与压痕点之间一一对应；(3)对测试结果进行初始分析，得到总计Ne个有效弹性模量E-硬度H数据对，将数据汇总列表或在E-H平面直角坐标系中画散点图；(4)将上述Ne个有效数据点分组，数据组与组成相之间一一对应；(5)按数据组确定各组成相体积分数和微观力学性能。由此，可简便、灵活地同时测定多相材料中各组成相含量、弹性模量和硬度，测定结果直观、可靠，特别适用于多相钢、聚合物、生物材料及复合材料等多相材料中各组成相的微观力学性能的测定。

主权项

1.一种多相材料中各组成相微观力学性能的测定方法，其特征在于，所述的测定方法包括下列步骤：(1)制备待测多相材料的试样，包括对试样的待测表面进行抛光处理；(2)在试样的待测面上随机选择测试区域进行纳米压入测试，所述的测试区域为1-10个，测试区域内的测试点按照网格形式排列，网格结点与压痕点之间一一对应，所述的测试点网格为矩形；所述的纳米压入测试的最大取值深度h_a.max在10-500nm之间，采用卸载曲线法测量弹性模量和硬度时，h_a.max等于最大压入深度h_max；采用“连续刚度测量”法时，h_i＜h_a＜h_a.max＜h_max，这里h_i和h_a分别为弹性模量和硬度取值范围[h_i，h_a]对应的下限和上限压入深度；(3)对纳米压入测试结果进行初始分析，得到总计N_e个有效弹性模量E-硬度H数据对，即数据点，将全部N_e个有效数据汇总列表或在E-H平面直角坐标系中画散点图；所述全部有效数据点数N_e在10-500之间；(4)将上述N_e个有效数据点分组，数据组与组成相之间一一对应；所述的分组方法为线性分析法，所述的线性分析法是指在所述的弹性模量E-硬度H散点图中划一条或多条直线作为分界线，H＝aE+b，其中a和b分别是直线的斜率和截距，从而把数据点分成两组以上，并最终使数据组与组成相之间一一对应；(5)按所述的数据组确定各组成相的体积分数和微观力学性能，所述的按数据组确定任意一个组成相的微观力学性能，其中弹性模量的统计平均值和分布范围分别为式中m是所述的组成相对应的有效数据点数目，E_i是该组成相对应的有效数据对中第i个数据点对应的弹性模量值，1≤i≤m，min和max分别表示最小和最大。