 |
Способ определения твердости покрытий путем их продавливания и его возможности
|
|
|
|
Данный способ был разработан в основном для измерения твердости нанопокрытий [1], т. е. покрытий, имеющих толщину до1 мкм.
Для его реализации используются те же приборы, что и для определения микротвердости. Твердость измеряют в условиях статического нагружения по восстановленному отпечатку, но при продавливании индентором (рис. 1).
Рис. 1. Геометрические параметры отпечатка алмазной пирамиды при измерении твердости основы с покрытием:
d ком, d осн—диагональ отпечатка индентора,приходящаяся,соответственно, на композицию и основу; S ком, S осн, S пок — площадь отпечатка индентора, приходящаяся, соответственно, на композицию, основу, покрытие; h ком — толщина композиции или глубина вдавливания инден-тора в композицию; h пок — толщина покрытия
В этом случае деформация покрытия нанометровых толщин протекает аналогично деформации массивных покрытий, снимаются ограничения на толщину покрытия и появляется возмож-ность использовать повышенные нагрузки на индентор с целью получить большие значения d и, следовательно, повысить точность измерений. При этом устраняются жесткие ограничения на шероховатость поверхности.
|
|
|
Исходя из схемы деформации (см. рис. 1) композицию, состоящую из основы и покрытия, можно рассматривать как двухфазную статистическую систему, в которой одной фазой является материал покрытия, второй — материал основы. Свойства таких систем подчиняются правилу аддитивности, поэтому для такой композиции можно записать
| HVкомп = n HVпок + (1 − n) HVосн, | (3) |
где HVкомп, HVпок и HVосн — твердости композиции, покрытия и основы соответственно; n — доля твердости покрытия в твердости композиции.
Отсюда следует, что
| HVпок = | HVком − (1 − n) HVосн ------------------------------ (4) n |
Значение n можно найти как отношение площади отпечатка индентора, приходящейся на покрытие S пок, к площади всего отпечатка индентора, приходящейся на композицию S ком:
| S пок | ||
| n= | ----- | (5) |
| S ком |
С учетом уравнений (1) и (2) отношение площадей можно выразить через различные параметры отпечатка (см. рис. 1):
| S пок | S ком | - | S осн | S осн | d 2 осн | (h ком - | hпок) 2 | (0.14d - | h пок)2 | |||||||||
| n = | ----- | = | -------------- | = | 1- | --- | = | 1- | ----- | = | --------------- | = | ------------------- | (6) | ||||
| S ком | S ком | S ком | d 2 ком | h2 ком | 0,0196 d 2 | |||||||||||||
Для расчетов удобнее использовать выражение:
где значение h ком рассчитывают по формуле (2) для измеряемого значения d ком .
|
Что лежит в основе общепринятой классификации нанообъетов?
В чем особенности диспергирования при изготовлении 0-D нанообъектов?
Приведите примеры устройств, используемых для конденсационного способа изготовления 0-D нанообъектов
Приведите примеры устройств, используемых для изготовления 0-D нанообъектов методом распыления
Какие цели преследует нанесение покрытий?
Два подхода к улучшению служебных характеристик поверхности
Какие две группы процессов, используемых для нанесения покрытий, вы знаете?
Какие способы распыления материала используются в методах осаждения из паровой фазы?
В чем достоинства методов осаждения из паровой фазы?
Чем принципиально отличаются методы химического осаждения из паровой фазы?
Какие объекты могут быть исследованы СТМ, а какие АСМ и почему?
На каком эффекте работает СТМ?
Нарисуйте схему, иллюстрирующую принцип работы СТМ
Что обеспечивает высокую разрешающую способность по высоте исследуемого объекта в СТМ?
Каков принцип работы АСМ?
В чем заключается основные проблемы АСМ и в чем его недостатки?
Цель и задачи курса, его структура и содержание. Понятие и развитие нано технологий. Применение нано технологий в различных отраслях.
Прикладной аспект нано технологий. Классификация нано материалов. Углеродные нано трубки. Фуллерены, Графен, Нанокристаллы, Аэрогель. Аэрографит, Нано аккумуляторы.
Нано материалы для машиностроения. Нано порошки.
Оксиды металлов. Смеси и сложные оксиды. Нано структурированные материалы на твердой основе.
Напыление. Структурирование. Покрытие. Упрочнение.
Упрочнение нержавеющих, конструкционных и инструментальных сталей. Упрочнение твердых сплавов.
Сверхпластическая формовка и диффузионная сварка. Сущность методов сверх пластической формовки и диффузионной сварки. Область применения.
Нано структурированный металлорежущий инструмент.
Нано абразивный инструмент. Алмазное нано точение.
Монолитный твердосплавный инструмент с многослойным мульти компонентным нано структурированным покрытием.
Восстановление режущих свойств инструмента. Разработка и изготовление специального инструмента.
|
|
|
Станки для токарной нано обработки. Обрабатывающие центры. Шлифовальные станки. Электрохимические и электрофизические станки. Сверхточные станки для нано обработки
Внедрение новых нано технологических. разработок в промышленности. Состояние нано технологической отрасли в современном машиностроении. Перспективы внедрения нано технологических разработок в производство. Пути развития нано технологий в машиностроении. Создание сверхмалых копий существующих макрообъектов. Разработка не имеющих традиционных аналогов.
Изучение нано материалов применяемых в машиностроении.
Изучение твердости материалов с нанопокрытиями.
Изучение триботехнических свойств нано материалов.
Сравнение режущих свойств стандартного инструмента и инструмента, изготовленного п р и п о м о щ и н а н о т е х н о л о г и й.
Сравнение режущих свойств стандартных сменных пластин и пластин с н а н о п о к р ы т и я м и.
|
|
|
