1 / 43

Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev

Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev. 1. Úvod 2. Zkoušky tvrdosti 2.1. Statické zkoušky tvrdosti 3. Měření mikrotvrdosti 3.1. Mikrotvrdost podle Vickerse 3.2. Mikrotvrdost tenkých vrstev 4. Depth sensing indentation (DSI) 5. Závěr.

merry
Download Presentation

Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev

  2. 1. Úvod2. Zkoušky tvrdosti2.1. Statické zkoušky tvrdosti3. Měření mikrotvrdosti3.1. Mikrotvrdost podle Vickerse3.2. Mikrotvrdost tenkých vrstev4. Depth sensing indentation (DSI)5. Závěr

  3. H = f(e,k,L,P,F,M,m,v) Úvod Tvrdost charakterizuje odpor tělesa proti pronikání jiného, tvrdšího a nedeformovatelného objektu (indentoru) během lokální interakce.Tvrdost není základní fyzikální veličinou.

  4. Tvrdost a ostatní fyzikální vlastnosti pevných látekSuperplasticita kovů- Journ of Mat. Sci. Let.5, (1986), 35 - 38- Acta Met. 36, (1988), 2183 - 2192Únava kovů- Journ. of. Mat. Sci. Let. 6, (1987), 689 - 691Mechanické zpevnění kovů- Journ. of Mat. Sci. 12, (1977), 735 - 738- Met. Trans. A, 6A, (1975), 1101

  5. Zpevnění hranicemi zrn- Journ. of Mat. Sci. 7, (1972), 763 - 770Luedersova deformace, plastické nestability.- Met. Trans. A, 14A, (1983), 1607- J. Mater. Res. 15, (2000), 1307Elastické moduly tenkých vrstev - Thin Solid Films, 342, (1999), 201 - 206- Thin Solid Films, 341, (1999), 207 - 216- Journ. of Mat. Sci. Let. 8, (1989), 1350 - 1352

  6. Vznik a šíření trhlin- Thin Solid Films 332, (1988), 180 - 184Energie adheze tenkých vrstev- Surf. Coat. And Technol. 130, (2000), 74 - 79 Fázové změny v plastech- Jour. Of Mat. Sci. Let. 7, (1988), 165 - 166- Journ. of Mat. Sci. 23, (1988), 862 - 866.

  7. 2. Zkoušky tvrdosti. Vývoj metod již téměř 200 let. Mohsova stupnice tvrdostiMohs, F.: Grundniss der Mineralogie, Dresden 1822Brinell, J.A.: J. Iron and Steel Inst., 59, (1900), 243Meyer, E.: Zeits. D. Vereins Deutsch Ingenieure. 52, (1908), 645.Tabor, D.: The Hardness of Metals, Oxfordpress, 1951.

  8. zkoušky vrypové }zkoušky statickézkoušky vtiskové zkoušky odrazové }zkoušky dynamickézkoušky kyvadlové

  9. 2.1. Statické zkoušky tvrdosti. Zkouška vrypemZkoušky vtiskové:• zkouška podle Brinella průměr vtisku• zkouška podle Ludwika a Kubasova průměr vtisku

  10. • zkouška Vickersova - délka úhlopříčky• zkouška podle Rockwella - hloubka vtisku Tři rozdílné oblasti zkušebního zatížení (podle ČSN EN ISO 6507-1): F > 49,03 N1,961 N < F < 49,03 N0,09807 N < F < 1,961 N

  11. • Vickers• Berkovich• Knoop 3. Měření mikrotvrdosti

  12. Čtyřboký jehlan, a = 136o , úhlopříčka u Obr.1

  13. Kovy: HV = f(k,v) Kickův zákon podobnosti L = a.u2

  14. Obr.2. ISE efekt

  15. Neplatí-li Kickův zákon —> Meyerův vztah:L = a.un (n  2) Obr.3

  16. 3.2. Mikrotvrdost tenkých vrstev 3.2.1. Tlusté vrstvy (d > 10 mm) měkká vrstva na tvrdé podložce Obr.4

  17. Tvrdá vrstva na měkké podložceObr.5.

  18. 3.2.2. Tenké vrstvy (d < 10 mm). Modely pro určení mikrotvrdosti tenkých vrstev a) Model vážených ploch (Jonsson, Hogmark)

  19. kde C = 2.sin211o (tvrdá tažná vrstva na měkké podložce - Model 1) C = sin222o (tvrdá křehká vrstva na měkké podložce - Model 2).

  20. Obr.7.

  21. b) Model vážených objemů (Burnett, Rickerby)

  22. Obr.8.

  23. c) Model kavity (Ford).

  24. 3.2.3. Některé výsledky vlastních měření.Navrátil, V., Stejskalová, V.: Phys. Stat. Sol. (a),157, (1996), 339. Navrátil, V., Šikola, T.: Mat. Sci. & Engn. A 234 - 236, (1997), 390.Navrátil, V., Němec, P.: Journ. of Mat. Sci. Let.13, (1994), 1179.Buršíková,V., Navrátil,V., Zajíčková,L., Janča,J.: Mat. Sci. and Engn. (v tisku).

  25. Obr.9. • Al, ° 1 mm Cu, HV(Cu) = (170 ± 20)

  26. Obr.10. + - čistý Al, x – Al2 O3 (360 nm) HV (Al2 O3) = (750 ± 50)

  27. Obr.11. Diamantupodobné vrstvyna Si (100). HV = (3100 ± 100)

  28. Obr.12. Amorfní a-Si:H vrstva na skle HV = (1200 ± 100)

  29. Obr.13. Tenké vrstvy Mo na Si (001) HV = (1580 ± 50)

  30. 4. Depth sensing indentation (DSI) Klasické metodyPerspektivní metody (DSI, STM, AFM)Závislost L = f(h) při zatěžování a odtěžování.

  31. Ideálně plastická látkaObr.14.

  32. Ideálně elastická látkaObr.15.

  33. Elasticko – plastická látka.Obr.16.

  34. Přístroje pro měření DSI: Fischerskop, Leitz, Schimazu. Měřené veličiny: H, E , Wpl , Wel , hc , hpl ,, L a další.

  35. Oliver a Pharr:

  36. Giannakopoulos a.j.

  37. Výsledky prvních měření.Obr.17. Čistý Al.

  38. Obr.18. Borosilikátové sklo BK 7

  39. Obr.18. Akryl

  40. 5. Závěr. Nástroje k měření fyzikálně - mechanických vlastností tenkých vrstev. • Klasické metody měření mikrotvrdosti • Měření adheze • Měření vnitřního pnutí • Měření povrchové energie • DSI • STM • AFM

  41. Plán další odborné činnosti: VA v Brně, Fak. Vojensko-technická druhů vojsk, K203 MU Brno, Přír. fak., kat. fyz. elektroniky- mikrotvrdost a DSI tenkých nitridových a jiných (diamantupodobných) vrstev,- metodologická měření DSI (ověření stávajících modelů, případně vytvoření nových).

More Related