王瑞敏
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
,
褚武扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.11.010
在硅油中加恒电场,研究了BaTiO3铁电陶瓷上维氏压痕裂纹的瞬时扩展和滞后扩展的规律.结果表明,当电场E≥2 kV/mm时,压痕裂纹能发生瞬时扩展,瞬时扩展量随外电场升高而升高.当E≤1.5 kV/mm后,裂纹不能瞬时扩展,但在恒电场下保持一定时间后,就开始滞后扩展,大约60 h后将止裂.电场愈小,发生滞后扩展的孕育期ti愈长;当E≤0.8 kV/mm后,压痕裂纹不发生滞后扩展.随电场升高,裂纹扩展量及平均扩展速率均升高.
关键词:
BaTiO3陶瓷
,
压痕裂纹
,
恒电场
,
滞后扩展
黄海友
,
宿彦京
,
乔利杰
,
高克玮
,
褚武扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.01.008
通过在硅油中加恒电场实验,研究了PZT-5H铁电陶瓷Vickers压痕裂纹的扩展行为,探讨了电场、残余应力以及介质间的耦合作用.结果表明,残余应力不足以使压痕裂纹在硅油中发生滞后扩展,只有外加恒电场E＞0.2 kV/cm,电场、残余应力和介质的耦合才能使压痕裂纹在经过一个孕育期tp后发生滞后扩展.由于有效应力强度因子随裂纹扩展而下降,故压痕裂纹扩展10-30μm后就将止裂.压痕裂纹在硅油中滞后扩展的门槛电场强度EDP=0.2 kV/cm.如外加电场大于临界电场Ep=5.25 kV/cm,电场和残余应力的耦合可使压痕裂纹瞬时扩展;保持恒电场,裂纹能继续扩展,然后止裂.如外加电场大于12.6 kV/cm,不需要残余应力协助,电致裂纹也能在光滑试样上形核、长大、连接,导致试样断裂.试样发生电致滞后断裂的门槛电场EDF=12.6 kV/cm,发生瞬时断裂的临界电场EF=19.1 kV/cm.
关键词:
PZT-5H铁电陶瓷
,
压痕裂纹
,
耦合作用
,
滞后扩展
,
滞后断裂
赵显武
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
,
褚武扬
,
许颖
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.02.012
利用压痕裂纹恒载荷试样,研究了单晶硅在空气中应力腐蚀以及动态充氢时氢致滞后开裂的可能性;利用卸载的压痕裂纹试样研究了残余应力引起氢致滞后开裂的可能性.结果表明,单晶硅压痕裂纹恒载荷试样当KI=KIC时在空气中并不发生应力腐蚀.在H2SO4溶液中动态充氢,则能发生氢致滞后开裂,止裂时归一化门槛应力强度因子为KIH/KIC≈0.9.卸载压痕裂纹的残余应力在充氢过程中也能引起氢致滞后开裂,归一化门槛应力强度因子为KIH/KIC≈0.9.
关键词:
单晶硅
,
应力腐蚀
,
氢致开裂
,
压痕裂纹
王瑞敏
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.03.015
研究了浸蚀对极化和未极化的BaTiO3单晶中畴变和压痕裂纹扩展的影响.结果表明,对面内极化试样(即极化方向[001],压痕面(100)),用HCl+HF水溶液浸蚀20 s,其压痕裂纹的平均长度由(140±17)μm扩展至(211±26)μm,即增长50%,同时压痕裂纹所围的90°畴变区也明显增大;先浸蚀再打压痕和压痕后再浸蚀所得的结果相同.其原因和浸蚀剂分子吸附降低表面能有关.对离面极化试样(即压痕面(001)垂直于极化方向[001]),则浸蚀对其裂纹长度和畴变区基本没有影响.对未极化试样,浸蚀使其裂纹长度从(150±21)μm增至(182±30)μm,即增长约20%,同时畴变区亦增大.
关键词:
BaTiO3单晶
,
浸蚀
,
畴变
,
压痕裂纹
赵显武
,
褚武扬
,
宿彦京
,
李金许
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.01.003
原位研究了残余应力和外加应力导致BaTiO3单晶压痕裂纹在湿空气和水中的滞后扩展及畴变.结果表明:很小的外应力就可使压痕裂纹扩展,裂尖的应力场强度因子KI=0.242σ√c+0.0117d√YP/c3/2.残余应力能使卸载压痕裂纹在湿空气和水中滞后扩展并使裂纹所围的畴变区增大.在水中外加恒应力,经过一定时间后畴变区先增大,然后才导致裂纹滞后扩展.
关键词:
BaTiO3单晶
,
滞后扩展
,
压痕裂纹
,
畴变
吴振强
,
夏原
,
李光
,
徐方涛
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.01.022
采用纳米压入方法表征了热浸镀铝钢表面由Al2O3层、Al层和FeAl层组成的复合涂层的纳米硬度、弹性模量及断裂韧性等微观力学性能,采用扫描电镜(SEM)观察了纳米压痕形貌,并分析了孔洞对陶瓷层的纳米压入行为和压痕裂纹扩展的影响.结果表明:等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层中包含许多微米和亚微米尺度的细小孔洞,陶瓷层弹性模量约为226.4 Gpa,纳米硬度约为19.6 Gpa.当纳米压入深度为250 nm时,所测得陶瓷层的力学参数分散性较大.与FeAl层比较,PEO陶瓷层具有较高的裂纹扩展阻力. FeAl层纳米压痕顶端产生了沿直线扩展的径向裂纹;而陶瓷层纳米压痕中除径向裂纹外出现了侧边裂纹.
关键词:
热浸铝钢
,
陶瓷层
,
纳米压入
,
纳米硬度
,
弹性模量
,
压痕裂纹
赵显武
,
褚武扬
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00210
利用微分干涉相衬显微镜,在垂直于极化方向的电场下,对BaTiO_3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察.通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比,研究了压痕对其周围畴变的影响,结果显示,面内极化试样在垂直于极化方向的面内电场作用下,原有压痕和压痕裂纹随整个试样经历90°畴变后也要发生变化,变化后其形貌与在新的极化状态下重新压制的压痕相似;对离面极化试样加面内电场时,畴变速度先增大后减小,畴变完成一半时,速度最大;而且畴变初始阶段速度呈现大小相间的振荡性.
关键词:
BaTiO_3单晶
,
畴变
,
压痕裂纹
,
断裂
赵显武
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.07.007
研究了不同极化状态下PZT-5H铁电陶瓷压痕裂纹在应力和电场单独作用以及耦合作用下的扩展行为.结果表明,压痕裂纹残余应力引起的应力场强度因子近似等于断裂韧性.对沿长度方向极化的试样,正、负电场均能引起压痕裂纹的扩展,但正电场的作用更大.电场和应力的耦合作用表现为对应力的线性叠加.电场引起的内应力σin=(φ)YE/[1.16(1-v2)EC],式中(4)=(2.75-5.71)×10-4,与PZT的极化状态有关.
关键词:
PZT铁电陶瓷
,
压痕裂纹
,
应力和电场耦合
赵显武褚武扬乔利杰
金属学报
doi:DOI:10.3724/SP.J.1037.2009.00210
利用微分干涉相衬显微镜, 在垂直于极化方向的电场下, 对BaTiO3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察. 通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比, 研究了压痕对其周围畴变的影响. 结果显示, 面内极化试样在垂直于极化方向的面内电场作用下, 原有压痕和压痕裂纹随整个试样经历90o畴变后也要发生变化, 变化后其形貌与在新的极化状态下重新压制的压痕相似; 对离面极化试样加面内电场时, 畴变速度先增大后减小, 畴变完成一半时, 速度最大; 而且畴变初始阶段速度呈现大小相间的振荡性.
关键词:
BaTiO3单晶
,
domain switching
,
indentation crack
,
fracture
赵显武
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
,
褚武扬
,
许颖
金属学报
利用压痕裂纹恒载荷试样, 研究了单晶硅在空气中应力腐蚀以及动态
充氢时氢致滞后开裂的可能性; 利用卸载的压痕裂纹试样研究了残余应力引起
氢致滞后开裂的可能性. 结果表明, 单晶硅压痕裂纹恒载荷试样当
$K_\rm I=$K_\rm IC时在空气中并不发生应力腐蚀. 在
H$_2SO$_4溶液中动态充氢, 则能发生氢致滞后开裂, 止裂时
归一化门槛应力强度因子为$K_\rm IH/K_\rm IC$\approx$0.9. 卸载压痕
裂纹的残余应力在充氢过程中也能引起氢致滞后开裂, 归一化门槛应力强度因子
为$K_\rm IH/K_\rm IC$\approx$0.9.
关键词:
单晶硅
,
null
,
null
,
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