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在物理上对压痕进行正确的分析


21先进材料与纳米技术国际会议

2018年9月04-06日瑞士苏黎世|

Gerd考普

德国奥尔登堡大学

ScientificTracks抽象:Res. Rev. J Mat. science

DOI:10.4172 / 2321 - 6212 c3 - 020

摘要

常见的压痕分析(ISO和ASTM标准)遭受迭代,多项式和近似。然而,基于初等数学的正确物理学避免了硬度和模量的迭代和违反能量定律。新建立的物理定律FN=0.8 k h3/2和Wapplied/Windent =5/4适用于纳米、微观和宏观深度传感压痕。重要的是,它们可以检测负载下的相变,并允许对单一或连续的相变、表层效应和正确的吸附能进行算术处理。因此,第一个物理硬度H,刚度/压痕模量(这些不是“杨氏模量”),压痕功,活化能和相变能是直接得到的,只需应用基本的物理方程,就可以避免不幸的常见能量定律的违反。非稳态扭结(在线性h3/2图中)和任何偏离精确5/4比例的偏差(在一个或多个相变起始点上平滑加载曲线的积分是不允许的)证明在负载下发生相变。例如,将展示和分析5个连续的相变,以揭示在50 N负载下(对应于HV5)从深度传感压痕中得到的6种不同的NaCl多态性。除了fcc和bcc外,理论预测还发表了三种新的多晶结构,并存在孪生和非晶相的可能性。不可否认的半页物理演绎两个基本公式将被提出和讨论作为推导公式的上述和进一步的机械应用。这不仅是学术上的兴趣,而且材料的特性必须正确可靠地描述,技术材料必须在使用时承受压力而不失效。 The latter are at risk when phase change onset pressures remain undetected, because of the formed interfaces between different polymorphs as sites for nucleation of cracks. Highly resolved (5000X) 3D-microscopy reveals details of crack nucleation. The non-detection of of phase changes is the main objection against the reliability of non-depth-sensing Vickers, Brinell, Rockwell, etc. hardness characterizations of daily life technical materials (not withstanding their always similar standard plates that equally undergo the undetected phase changes). The neglecting of always several undetected phase changes misses the most relevant properties with creation of high common risks. Furthermore, indentation measurements gain enormously in precision, because invalid single measurements can be directly excluded when they do not concur with the undeniable physical FN h3/2 law's linear correlation with >3 or >4 nines, due to local imperfections, or skew, or too close to interface or to borderline indentations. The safety issues also for all the numerous applications that derive from ISO H and Er are evident and largely unexplored.

传记

Gerd Kaupp在Würzburg大学完成博士学位,并在爱荷华州立大学、洛桑大学和弗莱堡大学完成博士后研究。他于2005年在德国Oldenburg担任全职教授,自1984年以来,他一直在研究无废固态化学温度控制100%收率,自1988年以来,他在粗糙表面上的AFM,非随机但通用且分辨率更好的亚衍射极限显微镜,用于所有类型的未染色非荧光材料(分辨率<10 nm,自1995年以来),以及(纳米)压痕(自2000年以来)。在后者领域,他仍在敦促ISO (NIST)纠正他们50年的标准,使其符合物理学。他在知名期刊上发表了300多篇论文,并一直担任多家科学期刊的编委会成员。

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