[发明专利]通过接触力学测量局部拉伸应力下的材料性能

权利要求书

1.一种用于在基底中执行接触力学试验的设备，所述设备包括：

具有至少两个接触元件的触针，每个接触元件具有接触轮廓，所述接触元件布置在所述触针中，以在所述接触元件之间限定拉伸通道，所述触针被构造成使所述基底变形以形成韧带，并且使所述基底在所述接触元件之间流动并在所述拉伸通道内引起所述韧带中的张力，以便在所述基底中产生并保留微改变；以及

被构造成当所述触针使所述基底变形时使所述触针沿着基底表面横向移动的系统。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述触针还被构造成在多个取向上产生并保留所述微改变，所述多个取向包括(a)在所述触针平行于所述基底的未变形表面行进时垂直或横向于所述未变形表面的开口，和/或(b)在压痕模式期间垂直或横向于行进方向的开口。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括接合机构，所述接合机构联接到所述触针，并且被构造成提供所述触针在摩擦滑动模式或压痕模式下的移动。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括：

至少一个接合机构，所述至少一个接合机构联接到所述触针并且被构造成提供所述触针的移动；和

对准机构，所述对准机构联接到所述至少一个接合机构并且被构造成确立所述触针相对于所述基底的定向和/或位置。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括：

至少一个接合机构，所述至少一个接合机构联接到所述触针并且被构造成提供所述触针的移动；和

基底表面测量装置，所述基底表面测量装置联接到所述至少一个接合机构中的一个或多个，以在所述触针行进时测量与所述微改变相关联的所述基底表面的特性。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述韧带是沿着所述触针的行进方向形成的。

7.一种用于在基底上执行接触力学试验的方法，所述方法包括：

提供如权利要求1所述的触针；

使所述触针抵靠接合所述基底；和

移动所述触针以执行接触力学试验，以便在所述基底中产生剩余基底表面并保留所述剩余基底表面，所述剩余基底表面具有微改变。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括测量与所述基底中的所述微改变相关联的所述剩余基底表面的特性。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括当所述触针在所述基底中产生所述微改变时测量所述触针上的反作用力。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括：

提供没有拉伸通道的附加的触针；

使所述附加的触针抵靠接合所述基底；以及

移动所述附加的触针，以产生基底响应。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括：

测量与所述基底中的所述微改变相关联的所述基底表面的特性或者测量所述触针上的反作用力；和

在预测算法中利用所述剩余基底表面和/或所述反作用力的测量值来确定与所述基底对微改变引发和传播的抗性相关的、所述基底的机械性能。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括使用塑性材料性能来确定对微改变引发和传播的所述抗性。

13.根据权利要求7所述的方法，还包括：

测量与所述基底中的所述微改变相关联的所述基底表面的特性或者测量所述触针上的反作用力；和

使用所述基底表面和/或所述反作用力的测量值来与基于材料性能和触针几何形状表征应力-应变场的数值模型进行比较，以便开发预测算法。

14.根据权利要求7所述的方法，还包括：

测量与所述基底中的所述微改变相关联的所述基底表面的特性；和

使用经验数据库将所述基底表面的测量值与所述基底的机械性能相关联。