【摘 要】
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为分析单晶氮化镓的微观变形机理,使用纳米压痕仪对单晶氮化镓进行压痕与划痕实验.结果表明单晶氮化镓压痕过程存在弹塑转变过程即“pop-in”现象,分析得出此现象是由材料的位错萌生和扩展导致,压痕周围产生凸起现象导致计算硬度和弹性模量偏大,通过模型修正得到更真实的硬度和弹性模量数据.单晶氮化镓的变载划痕过程发生弹塑转变和脆塑转变,弹塑变形阶段深度-位移曲线波动平稳,表面光滑;而脆性阶段曲线波动幅度较大,表面产生侧向裂纹且朝着划痕方向45°对称分布.得到弹塑转变的临界载荷为389 mN,脆塑转变临界载荷为122
【机 构】
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长沙理工大学 汽车与机械工程学院,湖南 长沙 410114
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为分析单晶氮化镓的微观变形机理,使用纳米压痕仪对单晶氮化镓进行压痕与划痕实验.结果表明单晶氮化镓压痕过程存在弹塑转变过程即“pop-in”现象,分析得出此现象是由材料的位错萌生和扩展导致,压痕周围产生凸起现象导致计算硬度和弹性模量偏大,通过模型修正得到更真实的硬度和弹性模量数据.单晶氮化镓的变载划痕过程发生弹塑转变和脆塑转变,弹塑变形阶段深度-位移曲线波动平稳,表面光滑;而脆性阶段曲线波动幅度较大,表面产生侧向裂纹且朝着划痕方向45°对称分布.得到弹塑转变的临界载荷为389 mN,脆塑转变临界载荷为1227 mN,因此单晶氮化镓塑性加工区域应在389～1227 mN之间,该区域内易加工出光滑表面.通过不同载荷划痕实验,发现划痕压头所受的切削力和摩擦系数随划痕载荷的增大而增大,因此氮化镓加工时应选择合理的加工载荷.
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