[发明专利]一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法

权利要求书

1.一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法，具体步骤如下：首先将被测试样镶嵌在第二圆柱形容置洞(16)中，通过研磨、抛光，使得被测试样上表面同试样杯(15)上边缘在同一平面；将试样杯(15)装入第一圆柱形容置洞(2)中，通过螺栓连接台体(1)上的连接孔(19，20，21，22)与盖板(17)上的连接孔(23，24，25，26)，用扭矩螺丝刀顶紧所有通孔(3，4，5，6，7，8，11，12，13，14)中顶丝；卸掉盖板(17)，将台体(1)放入纳米压痕仪的卡台中，通过显微镜观察微尺度正方形待测区域；微尺度正方形待测区域边长为100微米至500微米；

分别聚焦待测区域水平左右侧中心点A和B，当A高于B时，用螺丝刀顶紧第三通孔(5)的顶丝直到A和B同高，当A低于B时，用螺丝刀顶紧第五通孔(7)的顶丝直到A和B同高；分别聚焦待测区域上下侧中心点C和D，当观察到C高于D时，用普通螺丝刀顶紧第七通孔(11)中顶丝直到C和D同高；当观察到C低于D时，用普通螺丝刀顶紧第八通孔(12)中顶丝直到C和D同高；

台体(1)为调平台的主体结构，台体(1)的上部中心处开有第一圆柱形容置洞(2)，台体(1)与第一圆柱形容置洞(2)之间开有第一通孔(3)和第四通孔(6)，第一通孔(3)的径向和第四通孔(6)的径向之间的夹角为90°；与第一通孔(3)对侧的第一圆柱形容置洞(2)上设有第二通孔(4)、第三通孔(5)，与第四通孔(6)对侧的第一圆柱形容置洞(2)上设有第五通孔(7)和第六通孔(8)；台体(1)的下部中心处开有矩形容置洞(10)，矩形容置洞(10)内均布有第七通孔(11)、第八通孔(12)、第九通孔(13)和第十通孔(14)；通孔内均布有螺纹，螺纹与顶丝相配合；试样杯(15)放置在第一圆柱形容置洞(2)内，试样杯(15)与第一圆柱形容置洞(2)等高，试样杯(15)的外直径小于第一圆柱形容置洞(2)的内直径，试样杯(15)的上部中心开有第二圆柱形容置洞(16)；盖板(17)的中心处开有观察窗(18)；台体(1)的四角处开有连接孔(19，20，21，22)，盖板(17)的四角处开有连接孔(23，24，25，26)，台体(1)的连接孔(19，20，21，22)与盖板(17)的连接孔(23，24，25，26)通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法，具体步骤如下：扭矩螺丝刀使用扭矩不大于0.4牛·米。

3.根据权利要求1所述的一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法，具体步骤如下：

调平Ni₃Al典型区域，降低被测区不垂直压入方向引起的误差，具体实施如下，

首先将焊接完的Ni、Al材料镶嵌在第二圆柱形容置洞(16)中，保证被测典型Ni₃Al区域朝上，并高于试样杯边缘1毫米；通过研磨、抛光，使得被测试样上表面同试样杯上边缘在同一平面；将试样杯装入第一圆柱形容置洞(2)，通过螺栓连接台体上的连接孔与盖板上的连接孔，用扭矩螺丝刀顶紧所有通孔中顶丝；卸掉盖板，将台体放入纳米压痕仪的卡台中，通过显微镜观察150微米×150微米待测区域；分别聚焦待测区域左右侧中心点A和B，当A高于B时，用普通螺丝刀顶紧通孔顶丝直到AB同高，当A低于B时，用普通螺丝刀顶紧通孔顶丝直到AB同高；分别聚焦待测区域上下侧中心点C和D，当观察到C高于D时，用普通螺丝刀顶紧通孔中顶丝直到C D同高；当观察到C低于D时，用普通螺丝刀顶紧通孔中顶丝直到C D同高；定位待测区域中心位置，测得Ni₃Al弹性模量比文献高15％，说明由于被测材料不垂直压入方向确实使得测得弹性模量偏小。

4.根据权利要求1所述的一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法，具体步骤如下：调平关节软骨典型区域，使其符合恒深度划痕要求，具体实施如下，

首先将关节软骨镶嵌在第二圆柱形容置洞(16)中，保证包含骨-钙化骨-关节软骨的复合区域朝上，并高于试样杯边缘2毫米；通过研磨、抛光，使得测试面同试样杯上边缘在同一平面；将试样杯装入第一圆柱形容置洞(2)，通过螺栓连接台体上的连接孔与盖板上的连接孔，用扭矩螺丝刀顶紧所有通孔中顶丝；卸掉盖板，将台体放入纳米压痕仪的卡台中，通过显微镜观察200微米×200微米待测区域；分别聚焦待测区域左右侧中心点A和B，当A高于B时，用普通螺丝刀顶紧通孔顶丝直到AB同高，当A低于B时，用普通螺丝刀顶紧通孔顶丝直到AB同高；分别聚焦待测区域上下侧中心点C和D，当观察到C高于D时，用普通螺丝刀顶紧通孔中顶丝直到C D同高；当观察到C低于D时，用普通螺丝刀顶紧通孔中顶丝直到C D同高；定位待测区域左边界进行一系列平行的恒深度划痕，观察测得结果稳定，无跳点和断点，说明此发明适用于纳米压痕法恒深度划痕之前的调平。