纳米压痕技术的发展

压痕技术最早用于硬度的测试，在测量材料的硬度时，采用一定形状的压头对被测材料施加一定的载荷，保持一段时间后卸载，然后用标尺或显微镜测试压头在材料表面留下的压痕半径或对角线长度，从而计算出压痕面积，再根据所施加载荷与压痕面积或深度之间的关系得到材料的硬度。基于该原理的传统硬度测试方法主要有维氏硬度法(Vickers)、洛氏硬度法(Rockwell)和努氏硬度法(Knoop)等。

随着纳米技术的出现，人们越来越多地关注材料在纳米尺度下的特性。此时，传统的硬度测量已无法满足新材料研究的需要，纳米压痕技术应运而生。相对于传统的压痕硬度测试法，纳米压痕法不仅在测量尺度上有很大的突破，还大大拓宽了测试范围。纳米压痕技术不仅仅是传统压痕测试技术的简单延伸，通过对加载、卸载曲线的分析不仅可以得到硬度和弹性模量，而且可以得到诸如蠕变参数、残余应力、相变、位错运动等丰富的信息。

基于纳米压痕试验来检测表面残余应力一般有两种方法。一种是基于残余应力对纳米压痕载荷-深度曲线的影响。另一种方法是基于断裂力学理论，在残余应力场进行压痕从而在压痕夹角处产生裂纹(图一)。通过对比无应力和有应力材料表面的压痕裂纹长度可以求出残余应力的大小和状态。

图一 压痕产生的径向裂纹

[1]朱丽娜.基于纳米压痕技术的涂层残余应力研究[D].中国地质大学（北京）,2013.

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。