金属学报  2004, Vol. 40 Issue (10): 1032-1036

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晶粒尺寸与保载载荷对Cu膜纳米压入蠕变性能的影响

王 飞 徐可为

西安交通大学金属材料强度国家实验室; 西安 710049

Effect of Grain Size and Holding Load on Nanoindentation Creep of Cu Film

WANG Fei; XU Kewei

State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials; Xi'an Jiaotong University; Xi'an 710049

王飞; 徐可为 . 晶粒尺寸与保载载荷对Cu膜纳米压入蠕变性能的影响[J]. 金属学报, 2004, 40(10): 1032-1036 .
, . Effect of Grain Size and Holding Load on Nanoindentation Creep of Cu Film[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(10): 1032-1036 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(69040 KB)   摘要: 利用纳米压入仪对Si片上的多晶Cu膜进行压入蠕变研究。实验结果显示晶粒尺寸大于200 nm时，应力指数对晶粒尺寸不敏感。当晶粒尺寸小于200 nm时，因压头底部更多的晶粒参与变形, 应力指数随晶粒尺寸的降低而增大.认为薄膜材料存在一个对应力指数不敏感的最小临界晶粒尺寸lc。Cu膜的应力指数随保载载荷增大而增大，其主要原因在于高载荷下位错强化机制使蠕变率降低。 关键词 ： 纳米压入,  蠕变,  晶粒尺寸,  应力指数     Abstract：The effects of grain size and holding load on creep properties of polycrystalline Cu thin films were investigated using nanoindentation instrument. The results show that when grain size of polycrystalline Cu thin films is between 200 nm to 1500 nm, the stress exponent is insensitive to grain size. However, when the grain size is reduced below 200 nm, the stress exponents increases with decreasing grain size, implying that there is a critical grain size for stress exponents in nanoindentation tests. The stress exponent also increases with the increase of holding load. The above phenomena result from more grains to be involved and the creep rate decrease due to dislocation strengthening the plastic zone under the indenter tip. Key words： nanoindentation    creep    grain size    stress exponent 收稿日期: 2003-11-14      ZTFLH:  TB383   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 王飞 徐可为 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I10/1032 [1] Raman V, Berriche R. J Mater Res, 1992; 7: 627 [2] Chen J, Wang W, Lu L, Lu K. Acta Metall Sin, 2001; 11: 1179(陈吉,汪伟,卢磊,卢柯.金属学报,2001;11:1179) [3] Feng G, Ngan A H W. Scr Mater, 2001; 45: 971 [4] Pollock H M, Maugis D, Barquins M. In: Blau P J, Lawn B R eds, Microindentation Techniques in Materials and Engineering, Philadelphia, PA: ASTM, 1986, 47 [5] Mayo M J, Siegel R W, Liao Y X, Nix W D. J Mater Res,1992; 7: 973 [6] Mayo M J, Siegel R W, Narayanasamy A, Nix W D. JMater Res, 1990; 5: 1073 [7] Barrett C R, Lytton J L, Sherby O D. Trans AIME, 1967;239: 170 [8] Parker E R. Trans ASM, 1958; 50: 52 [9] Feltham P, Meakin J D. Acta Metall, 1959; 7: 614 [10] Kowalewski Z. Arch Metall, 1992; 37: 65 [11] Wilshire B, Palmer C J. Scr Mater, 2002; 46: 483 [12] Li W B, Henshall J L, Hooper R M, Eastering E. ActaMetall, 1991; 39: 3099 [13] Chang H, Alstetter C J, Averback R S. J Mater Res, 1992;7: 2962 [14] Mann A B, Pethica J B. MRS Symp Proc, 1997; 436: 153 [15] Shen B L, Itoi T, Yamasaki T, Ogino Y. Scr Mater, 2000; 42: 893 [1] 冯强, 路松, 李文道, 张晓瑞, 李龙飞, 邹敏, 庄晓黎. γ' 相强化钴基高温合金成分设计与蠕变机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1125-1143. [2] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [3] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [4] 李福林, 付锐, 白云瑞, 孟令超, 谭海兵, 钟燕, 田伟, 杜金辉, 田志凌. 初始晶粒尺寸和强化相对GH4096高温合金热变形行为和再结晶的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 855-870. [5] 李小琳, 刘林锡, 李雅婷, 杨佳伟, 邓想涛, 王海丰. 单一 MX 型析出相强化马氏体耐热钢力学性能及蠕变行为[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1199-1207. [6] 高川, 邓运来, 王冯权, 郭晓斌. 蠕变时效对欠时效7075铝合金力学性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(6): 746-759. [7] 彭子超, 刘培元, 王旭青, 罗学军, 刘健, 邹金文. 不同服役条件下FGH96合金的蠕变特征[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 673-682. [8] 原家华, 张秋红, 王金亮, 王灵禺, 王晨充, 徐伟. 磁场与晶粒尺寸协同作用对马氏体形核及变体选择的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1570-1580. [9] 杨志昆, 王浩, 张义文, 胡本芙. Ta含量对镍基粉末高温合金高温蠕变变形行为和性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1027-1038. [10] 张倪侦, 马昕迪, 耿川, 穆永坤, 孙康, 贾延东, 黄波, 王刚. Ag元素添加对Cu-Zr-Al基金属玻璃纳米压痕行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 567-574. [11] 徐静辉, 李龙飞, 刘心刚, 李辉, 冯强. 热力耦合对一种第四代镍基单晶高温合金1100℃蠕变组织演变的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 205-214. [12] 李晓倩, 王富国, 梁爱民. 喷涂工艺对Ta2O5原位复合钽基纳米晶涂层微观结构及摩擦磨损性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 237-246. [13] 郭倩颖, 李彦默, 陈斌, 丁然, 余黎明, 刘永长. 高温时效处理对S31042耐热钢组织和蠕变性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(1): 82-94. [14] 张守清, 胡小锋, 杜瑜宾, 姜海昌, 庞辉勇, 戎利建. 海洋平台用Ni-Cr-Mo-B超厚钢板的截面效应[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1227-1238. [15] 许占一, 沙玉辉, 张芳, 章华兵, 李国保, 储双杰, 左良. 取向硅钢二次再结晶过程中的取向选择行为[J]. 金属学报, 2020, 56(8): 1067-1074. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed