[发明专利]仪器化微米压入测试材料杨氏模量的方法

权利要求书

1.一种仪器化微米压入测试材料杨氏模量的方法，该方法使用仪器化微米压入加载功、卸载功以及名义硬度来测定被测试材料的杨氏模量，具体包括以下步骤：

1)利用仪器化压入仪和金刚石锥形压头对被测试材料表面实施压入深度h_m不小于1微米的垂直压入，获得被测试材料的载荷-位移曲线；

2)根据被测试材料的载荷-位移曲线计算出名义硬度H_n≡P_m/A(h_m)；其中，P_m为最大压入载荷，h_m为对应最大压入载荷时的最大压入深度，A(h_m)为对应最大压入深度时的压头横截面积，当最大压入深度h_m＞3μm时， 而当1μm≤h_m＜3μm，A(h_m)应该根据压头的面积函数来确定；

3)通过分别积分加载曲线和卸载曲线计算压入加载功W_t、卸载功W_e，并在此基础上计算出压入比功W_e/W_t；

4)计算压头及被压材料的联合杨氏模量 并最终确定被测试材料的杨氏模量E＝(1-v²)/[1/E_c-1.32(1-v_i²)/E_i]；其中，a_m为多项式系数，且a₁＝0.16716，a₂＝-0.13875，a₃＝0.06215，a₄＝0.01568，a₅＝-0.04784，a₆＝0.01878；金刚石锥形压头的杨氏模量为E_i＝1141GPa，泊松比为v_i＝0.07，被测试材料的泊松比v根据材料手册确定。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述金刚石锥形压头为Berkovich压头、Vickers压头或圆锥压头。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述圆锥压头的圆锥半角为70.3°。

4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中，如果被测试材料的泊松比不能由材料手册确定，则对金属材料取v＝0.3，对陶瓷材料取v＝0.2。