Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev."— Transkript prezentace:

1 Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev

2 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 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

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

4 Tvrdost a ostatní fyzikální vlastnosti pevných látek Superplasticita kovů - Journ of Mat. Sci. Let.5, (1986), Acta Met. 36, (1988), Únava kovů - Journ. of. Mat. Sci. Let. 6, (1987), Mechanické zpevnění kovů - Journ. of Mat. Sci. 12, (1977), Met. Trans. A, 6A, (1975), 1101

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

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

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

8 zkoušky vrypové } zkoušky statické zkoušky vtiskové zkoušky odrazové } zkoušky dynamické zkoušky kyvadlové zkoušky vrypové } zkoušky statické zkoušky vtiskové zkoušky odrazové } zkoušky dynamické zkoušky kyvadlové

9 2.1. Statické zkoušky tvrdosti. Zkouška vrypem Zkoušky 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 ): F > 49,03 N 1,961 N < F < 49,03 N 0,09807 N < F < 1,961 N

11 Vickers Berkovich Knoop Vickers Berkovich Knoop 3. Měření mikrotvrdosti

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

13 Kovy: HV = f(k,v) Kickův zákon podobnosti L = a.u 2

14 Obr.2. ISE efekt

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

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

17 Tvrdá vrstva na měkké podložce Obr.5.

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

19 kde C = 2.sin 2 11 o (tvrdá tažná vrstva na měkké podložce - Model 1) C = sin 2 22 o (tvrdá křehká vrstva na měkké podložce - Model 2).

20 Obr.7.

21 b) Model vážených objemů (Burnett, Rickerby )

22 Obr.8.

23

24 c) Model kavity (Ford).

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

26 Obr.9. Al, ° 1  m Cu, HV (Cu) = (170 ± 20)

27 Obr čistý Al, x – Al 2 O 3 (360 nm) HV (Al 2 O 3 ) = (750 ± 50)

28 Obr.11. Diamantupodobné vrstvy na Si (100). HV = (3100 ± 100)

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

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

31 K lasické metody Perspektivní metody (DSI, STM, AFM) Závislost L = f(h) při zatěžování a odtěžování. 4. Depth sensing indentation (DSI)

32 Ideálně plastická látka Obr.14.

33 Ideálně elastická látka Obr.15.

34 Elasticko – plastická látka. Obr.16.

35 F ischerskop, Leitz, Schimazu. Měřené veličiny: H, E, W pl, W el, h c, h pl,, L a další. Přístroje pro měření DSI:

36 Oliver a Pharr:

37

38 Giannakopoulos a.j.

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

40 Obr.18. Borosilikátové sklo BK 7

41 Obr.18. Akryl

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

43 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). Plán další odborné činnosti:


Stáhnout ppt "Mikrotvrdost a ultramikrotvrdost pevných látek a tenkých vrstev."

Podobné prezentace


Reklamy Google