纳米尺度下材料显微硬度测试原理的研究

给出了一种在纳米尺度下测试材料显微硬度的原理,并对这种原理进行了理论分析和试验验证。     

材料表面薄膜硬度的测试计算

给出了基于纳米硬度试验的表层薄膜的硬度测算方法。首先研究如何利用有限元计算弥补纳米硬度测量在压痕深度小于百纳米时的精度缺陷，进而探讨薄膜一基体材料系统的硬度随压痕深度变化的规律，最后导出了根据实验曲线预测表层薄膜材料的硬度的公式，并进行了实验验证。     

表层材料硬度检测及结果的对比分析

针对表层材料硬度检测中常用的几种显微硬度仪以及近年来发展的同乡会米压痕技术，对比分析了各种硬度仪的特点及其使用范围，着重指出了显微硬度仪与纳米压痕仪的定义在物理本质上的差别。最后针对最常用的维氏显微硬仪与目前先进的纳米压痕技术，利用有限元数值模拟并结合纳米压痕实验数据，给出了两种硬度值在数量上的关系。     

单晶铝纳米级硬度试验研究

使用纳米硬度计对单晶铝进行了纳米压痕试验，利用原子力显微镜对压痕形貌进行扫描并计算硬度值，重点观察和分析了纳米级条件下单晶铝的硬度性质，结果表明，当压痕深度小于2000nm时，单晶铝纳米硬度存在尺寸效应现象；从材料性质的角度分析了纳米硬度尺寸效应现象；探讨了纳米硬度和传统硬度本质上的区别，指出其根本原因在于不同尺度下人们对材料性质的关注点不同。     

一种显微硬度测试用小型台钳

显微硬度计是进行硬度试验的精密仪器，可以测试样品中，小到某个晶粒的硬度值。在进行材料的金相试验时，也往往要用显微硬度计来测试材料微区的硬度值，以便对材料的特质做出全面的评估和科学的判断；但是，在实验室得到的这类待测材料的样品中，多半样品形状很不规则，要对这些不规则样品做显微硬度试验，首先要处理的就是怎样平稳地放置样品在显微硬度计载物台上的问题。显微硬度计载物台是一个四方的平台，显微硬度计在测试样品时，要求样品的待测面平整，放在载物台上要稳定，当加荷时待测面不得晃动，保持水平状态，只有这样，打出来…     

镀锌钢压印接头热处理后拉剪强度及组织形态

通过搭建局部热处理试验装置,对镀锌钢压印接头部位进行火焰淬火处理。然后对试件进行力学性能测试,制备金相试样观察分析经过局部热处理后接头显微组织,并对比热处理前后组织的显微硬度。结果表明:火焰淬火使接头失效时颈部撕裂程度变大;拉剪强度提高16.7%;经过火焰淬火处理接头部位材料组织呈现为板条状马氏体,该组织较未经过热处理的组织显微硬度提升了12.1%。     

摩擦导致的纯铜表面纳米化研究

提出了一种全新的利用摩擦实现表面纳米化的方法,并在纯铜上得到验证.纯铜经过摩擦处理后,在亚表层形成了200-500μm的变形层.结果表明,变形层深度随载倚升高而增加,但在400 N时接近饱和,这可能与涡流层的产生有关系.显微硬度结果表明,硬度随距表层距离递减,表层晶粒尺寸细化到纳米最级.     

喷丸对30CrMnSiNi2A合金钢表层组织性能的影响及其微观机理

使用气动式喷丸设备制备了30CrMnSiNi2A合金钢喷丸强化处理试样,并对试样表层的组织性能进行了综合分析。采用扫描电镜和透射电镜观察了试样表层的显微组织结构,利用纳米压痕仪和X射线应力仪测试了喷丸处理和未处理试样表层纳米显微硬度和残余应力沿厚度方向的分布。结果表明:未处理试样的组织主要为板条马氏体、少量的下贝氏体、孪晶及残余奥氏体,喷丸处理在试样表面形成了厚度约为30μm的致密塑性变形层,该层内晶粒平均直径约为46 nm,纳米显微硬度值达到6.8 GPa,加工硬化量提高了4.9%;同时,喷丸处理在试样表面引入了深度约为280μm的残余压应力层,最大值为-1050 MPa。最后,分析了喷丸处理晶粒细化机制及其对材料加工硬化和残余应力的影响。     

激光冲击对TC11钛合金组织和力学性能的影响

对TC11钛合金进行激光冲击强化处理,通过透射电子显微镜观察不同参数下TC11钛合金的微观组织变化,用显微硬度计和X射线应力测试仪分别测试材料表层硬度和残余应力,并通过TC11钛合金标准疲劳试片高周振动疲劳试验验证激光冲击对其疲劳性能的影响.试验结果表明:激光冲击波作用后表面组织结构发生明显变化,当冲击次数增加,先后出现了高密度位错、位错胞和纳米级晶粒等微观组织特征.冲击10次后,表面残余应力最高达到-632.5MPa,相应的塑性变形层深度达到1500μm左右;同时表面硬度在冲击1次即可提高19%,硬度影响深度为700μm,随着次数增加而提高,但幅度不大.经3次冲击处理的TC11钛合金标准疲劳试片的疲劳极限由原始483MPa提高到593MPa.      

材料表面两层薄膜硬度的测试计算

给出了基于纳米硬度试验的二层薄膜的硬度测算方法。首先利用有限元方法探讨了二层薄膜一基体材料系统的硬度随压痕深度变化的规律，进而推导和验证了材料系统硬度一位移曲线的拟合公式，最后给出了以压痕实验为基础的二层薄膜材料硬度的计算公式。     

纳米计量学与纳米计量测试技术（一）

从纳米计量与测试的总体概念出发，参考Ｔｅｇｕｅ等人的文章，综合国内外在这个领域的研究情况，并引用我们的科研成果，对纳米计量学与纳米计量测试技术发展现状及前景进行了讨论，讨论的问题包括：如何实现纳米尺度计量；建立纳米参考坐标系；产生纳米精度重复运动；纳米精度传感器与纳米会标参考系建立联系；各种纳米精度测量技术的不确定性限制等。     

纳米材料在固体推进剂中的应用

介绍了纳米材料的研究发展概况，分析综述了纳米材料在改善固体推进剂性能方面的应用，展望了纳米材料在固体推进剂中的应用前景。     

利用滚珠丝杠的微动特性实现纳米级定位

对用于超精密机床传动的滚珠丝杠的微动特性进行了实验研究，建立了它的数学模型，并在此基础上，进行了超精密位置伺服控制实验。实验结果表明，利用滚珠丝杠的微动特性可以实现纳米级定位     

纳米微波吸收剂研究现状与进展

介绍了纳米材料作为微波吸收剂的基本原理及其优异的吸波性能。综述了纳米材料（纳米金属粉，纳米铁氧体及其复合物）作为吸波材料损耗介质的国内外最新研究进展及发展趋势。展望了高性能的纳米吸波材料今后的发展前景。     

WO3基低浓度NO2气敏传感器的研究

分别采用改进前后的溶胶-凝胶法制备WO3纳米材料,制作成直热式球形气敏元件,对低浓度的NO2气体进行测试.结果表明,改进后的溶胶-凝胶法制备的WO3材料,粒径小,表面疏松,对低浓度甚至极低浓度的NO2气体有很好的灵敏度,响应恢复时间很快,选择性好,而且所有元件都在较低的工作电压下有最高的灵敏度,说明工作温度低有利于降低功耗.     

纳米SiO2改性航空氟碳涂料的研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2／氟碳树脂复合涂料，并利用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-VIS)等测试了涂料的性能。研究表明，纳米SiO2在氟碳树脂基体中呈纳米级原生粒子分散。纳米SiO2粒子的加入提高了氟碳涂料的抗紫外老化性能和机械性能。     

显微CT检测技术在复杂结构焊缝无损检测中的应用

针对复杂结构焊缝的检测问题,开展了三维显微CT检测技术研究。分析了复杂结构焊缝的常规射线检测难点,利用三维显微CT检测技术焦点尺寸小(微米级)、检测分辨率高等优势,对复杂结构电子束对接焊缝、端面焊缝以及钎焊缝进行了检测,得到了良好的检测效果。实验结果表明,通过三维显微CT检测技术可实现复杂结构焊缝的三维检测,进而实现对微气孔、微裂纹、未焊透等缺陷的识别、定位与测量,为焊缝质量评估提供依据。     

基于全息激光技术的纳米级分辨力位移传感器设计

介绍了一种新型的基于全息激光技术的纳米位移传感器。全息激光技术最早广泛应用在CD,DVD等系统中,用以读取光盘信息,并对光盘进行寻迹、聚焦等。文中以采用全息激光技术的全息激光头为核心器件,结合少量光学元件,设计出一种纳米分辨力级位移传感器,并通过实验验证了设计结果。     

纳米碳黑对酚醛树脂力学性能的影响

以纳米碳黑作为增强材料制备纳米复合材料，研究了不同的纳米碳黑含量对纳米复合材料力学性能的影响，采用扫描电镜观察复合材料断裂界面、X射线衍射表征复合材料碳化后的结构。研究结果表明，纳米碳黑粒子使酚醛树脂的弯曲强度、压缩强度得以提高。     

过渡金属/稀土金属氧化物纳米粒子催化AP热分解研究

1引言纳米材料由于特殊的表面特性而作为催化剂被广泛地研究。按一定的比例将不同的催化剂进行掺杂混合,有可能获得优于单一催化剂的催化性能。如Cu-Zn纳米催化剂就可替代昂贵的铂或钯催化剂实现对某些有机化合物氢化反应的催化[1]。随着纳米技术的发展,纳米过渡金属氧化物[2](