Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования
Исследовано влияние пластических свойств материала пленки на нагрузочный участок зависимости силы от перемещения индентора для мягкой пленки на твердой подложке. Предложена методика исследования поведения нагрузочных кривых на основе рассмотрения их аппроксимационного степенного спектра. Досліджено...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Электронное моделирование |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101673 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования / И.К. Валеева, И.О. Горошко // Электронное моделирование. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 115-121. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859768612181508096 |
|---|---|
| author | Валеева, И.К. Горошко, И.О. |
| author_facet | Валеева, И.К. Горошко, И.О. |
| citation_txt | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования / И.К. Валеева, И.О. Горошко // Электронное моделирование. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 115-121. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Электронное моделирование |
| description | Исследовано влияние пластических свойств материала пленки на нагрузочный участок зависимости силы от перемещения индентора для мягкой пленки на твердой подложке. Предложена методика исследования поведения нагрузочных кривых на основе рассмотрения их аппроксимационного степенного спектра.
Досліджено вплив пластичних властивостей матеріалу плівки на навантажувальну ділянку залежності сили від переміщення індентора для м’якої плівки на твердій підложці. Запропоновано методику дослідження поводження навантажувальних кривих на основі розгляду їх апроксимаційного ступеневого спектра.
|
| first_indexed | 2025-12-02T05:29:00Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÓÄÊ 51189.6
È. Ê. Âàëååâà, È. Î. Ãîðîøêî, êàíäèäàòû ôèç.-ìàò. íàóê
Èí-ò ïðîáëåì ìîäåëèðîâàíèÿ
â ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû
(Óêðàèíà, 03164, Êèåâ, óë. Ãåíåðàëà Íàóìîâà, 15,
òåë.: (044) 4243541, E-mail: valyeyeva@rambler.ru)
Îïðåäåëåíèå ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ
òîíêèõ ïëåíîê ïî äàííûì èíäåíòèðîâàíèÿ
Èññëåäîâàíî âëèÿíèå ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëà ïëåíêè íà íàãðóçî÷íûé ó÷àñòîê
çàâèñèìîñòè ñèëû îò ïåðåìåùåíèÿ èíäåíòîðà äëÿ ìÿãêîé ïëåíêè íà òâåðäîé ïîäëîæêå.
Ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ ïîâåäåíèÿ íàãðóçî÷íûõ êðèâûõ íà îñíîâå ðàññìîò-
ðåíèÿ èõ àïïðîêñèìàöèîííîãî ñòåïåííîãî ñïåêòðà.
Äîñë³äæåíî âïëèâ ïëàñòè÷íèõ âëàñòèâîñòåé ìàòåð³àëó ïë³âêè íà íàâàíòàæóâàëüíó ä³ëÿí-
êó çàëåæíîñò³ ñèëè â³ä ïåðåì³ùåííÿ ³íäåíòîðà äëÿ ì’ÿêî¿ ïë³âêè íà òâåðä³é ï³äëîæö³.
Çàïðîïîíîâàíî ìåòîäèêó äîñë³äæåííÿ ïîâîäæåííÿ íàâàíòàæóâàëüíèõ êðèâèõ íà îñíîâ³
ðîçãëÿäó ¿õ àïðîêñèìàö³éíîãî ñòóïåíåâîãî ñïåêòðà.
Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå, ìèêðî- è íàíîèíäåíòèðîâàíèå,
òîíêèå ïëåíêè, ïëàñòè÷åñêèå ñâîéñòâà.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ òâåðäûõ
òåë è òîíêèõ ïëåíîê èñïîëüçóþòñÿ ìåòîäû ìèêðî- è íàíîèíäåíòèðîâàíèÿ,
îñíîâàííûå íà èçìåðåíèè çàâèñèìîñòè ãëóáèíû h ïîãðóæåíèÿ èíäåíòîðà â
ìàòåðèàë îò ïðèëàãàåìîé ê íåìó ñèëû P íà ýòàïàõ íàãðóæåíèÿ è ðàçãðóçêè.
Ïî äàííûì èíäåíòèðîâàíèÿ ìîæíî îïðåäåëÿòü íå òîëüêî òâåðäîñòü è
ìîäóëü óïðóãîñòè ìàòåðèàëà [1, 2], íî è åãî ïëàñòè÷åñêèå ñâîéñòâà — ïðåäåë
òåêó÷åñòè è õàðàêòåðèñòèêè óïðî÷íåíèÿ. Ñëîæíîñòü ïðîöåññà óïðóãîïëàñ-
òè÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ ïðè èíäåíòèðîâàíèè íå ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü àíà-
ëèòè÷åñêèå îöåíêè, õàðàêòåðèçóþùèå âëèÿíèå ïëàñòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ íà
çàâèñèìîñòü ñèëû îò ãëóáèíû ïîãðóæåíèÿ. Ïîýòîìó äëÿ ïîëó÷åíèÿ èíôîð-
ìàöèè î ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ìàòåðèàëà ýôôåêòèâíûì ÿâëÿåòñÿ èñïîëü-
çîâàíèå êîíå÷íî-ýëåìåíòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññîâ óïðóãîïëàñòè-
÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ ïðè èíäåíòèðîâàíèè, â ÷àñòíîñòè, ìîäåëüíûõ
çàâèñèìîñòåé, ïîëó÷àåìûõ â ðåçóëüòàòå ýêñïåðèìåíòîâ, ÷èñëåííîãî ìîäåëè-
ðîâàíèÿ, òåîðèè ïîäîáèÿ è àíàëèòè÷åñêèõ îöåíîê [3—6].
Ïðè èññëåäîâàíèè ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê íàíåñåííûõ íà ïî-
âåðõíîñòü ïîäëîæêè ïëåíîê ñ îòëè÷àþùèìèñÿ ñâîéñòâàìè â ñëó÷àÿõ, êîã-
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2007. Ò. 29. ¹ 2 115
�������
�
����
äà ãëóáèíà èíäåíòèðîâàíèÿ íå ïðåâûøàåò íåêîòîðîãî êðèòè÷åñêîãî çíà-
÷åíèÿ, ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû çàâèñè-
ìîñòè, ïîëó÷åííûå äëÿ îäíîðîäíûõ ìàòåðèàëîâ. Êðèòè÷åñêàÿ ãëóáèíà èí-
äåíòèðîâàíèÿ ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ ïðèáëèçèòåëüíî îò 10 % òîëùèíû ñëîÿ
(ïðè òâåðäîé ïëåíêå íà ìÿãêîé ïîäëîæêå) äî 50 % è áîëåå (ïðè ìÿãêîé ïëåíêå
íà òâåðäîé ïîäëîæêå) [2, 7, 8].  ñëó÷àå, êîãäà îãðàíè÷èòüñÿ êðèòè÷åñêîé
ãëóáèíîé ïðè èíäåíòèðîâàíèè íå óäàåòñÿ, äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ ìàòåðèàëà ïëåíêè íåîáõîäèìî ïðèìåíåíèå ñïåöèàëüíûõ ìåòî-
äîâ, ó÷èòûâàþùèõ äåôîðìàöèîííûå ñâîéñòâà ïîäëîæêè [2, 8].
Ïðè èíäåíòèðîâàíèè îäíîðîäíîãî ìàòåðèàëà êîíè÷åñêèìè èëè ïèðà-
ìèäàëüíûìè èíäåíòîðàìè íàáëþäàåòñÿ ïîäîáèå äåôîðìèðîâàííîãî ñîñ-
òîÿíèÿ, âñëåäñòâèå ÷åãî íàãðóçî÷íûé ó÷àñòîê êðèâîé çàâèñèìîñòè ñèëû îò
ïåðåìåùåíèÿ èíäåíòîðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êâàäðàòíóþ ïàðàáîëó (çàêîí
Êèêà) [3].  ýòîì ñëó÷àå îöåíêà ïëàñòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ìàòåðèàëà òîëü-
êî ïî íàãðóçî÷íîìó ó÷àñòêó êðèâîé P (h) îêàçûâàåòñÿ íåâîçìîæíîé. Ïîý-
òîìó äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ â áîëüøèíñòâå
ñëó÷àåâ ïîëüçóþòñÿ äàííûìè, ïîëó÷åííûìè ïðè èñïîëüçîâàíèè ñôåðè-
÷åñêèõ èíäåíòîðîâ [9]. Îöåíêà ïëàñòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïî äàííûì èí-
äåíòèðîâàíèÿ êîíè÷åñêèìè è ïèðàìèäàëüíûìè èíäåíòîðàìè ïðîâîäèòñÿ
íà îñíîâå íàãðóçî÷íîãî è ðàçãðóçî÷íîãî ó÷àñòêîâ êðèâîé [3] èëè íà îñíîâå
äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè èíäåíòèðîâàíèè êîíóñàìè è ïèðàìèäàìè ñ ðàç-
ëè÷íûìè óãëàìè ðàñòâîðà [10].
Èíàÿ ñèòóàöèÿ íàáëþäàåòñÿ ïðè èíäåíòèðîâàíèè êîíè÷åñêèìè èëè
ïèðàìèäàëüíûìè èíäåíòîðàìè ïëåíîê íà ïîäëîæêàõ ñ îòëè÷àþùèìèñÿ
ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè. Êðèâàÿ íàãðóæåíèÿ ïðè ýòîì íå ÿâëÿåòñÿ
ïàðàáîëîé, è íà åå ïîâåäåíèå îêàçûâàþò âëèÿíèå óïðóãèå è ïëàñòè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëà ïëåíêè è ïîäëîæêè.  ýòîì ñëó÷àå ïîÿâëÿþòñÿ
äîïîëíèòåëüíûå âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ íà íà-
ãðóçî÷íîì ó÷àñòêå êðèâîé P (h) äëÿ îöåíêè ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òîíêèõ
ïëåíîê.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ îñîáåííîñòåé ïðîöåññà óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî äå-
ôîðìèðîâàíèÿ ïðè èíäåíòèðîâàíèè ïëåíîê íà ïîäëîæêàõ ïðîâåäåí ðÿä
÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ.  êà÷åñòâå ïëåíêè âûáðàí ìîäåëüíûé ìàòå-
ðèàë [11], áëèçêèé ïî ñâîéñòâàì ê àëþìèíèþ (ìîäóëü Þíãà E = 70 ÃÏà,
êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà � = 0,25, ïðåäåë òåêó÷åñòè �y = 228,5 ÌÏà). Òîë-
ùèíà ïëåíêè h0 ïðèíÿòà ðàâíîé 150 íì. Îïèñàíèå óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî
ïîâåäåíèÿ ìàòåðèàëà ïëåíêè âûïîëíåíî ñ ïîìîùüþ ìîäåëè óïðóãîãî
èäåàëüíî ïëàñòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà (n = 0) è ìîäåëè óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî
ìàòåðèàëà ñî ñòåïåííûì óïðî÷íåíèåì, äëÿ êîòîðîãî çàâèñèìîñòü ìåæäó
È. Ê. Âàëååâà, È. Î. Ãîðîøêî
116 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2007. V. 29. ¹ 2
èñòèííûìè íàïðÿæåíèÿìè è äåôîðìàöèÿìè èìååò âèä [3]
�
�� � �
�
�
� � �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
E
E
y
y
y
p
n
y
,
, ,1
(1)
ãäå � y — ïðåäåë òåêó÷åñòè; �p — ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ; n — ïîêà-
çàòåëü óïðî÷íåíèÿ.
 êà÷åñòâå ìàòåðèàëà ïîäëîæêè âûáðàí êàðáèä êðåìíèÿ, ìîäóëü
óïðóãîñòè (E = 450 ÃÏà) è ïðåäåë òåêó÷åñòè (�y = 12,5 ÃÏà) êîòîðîãî
çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþò çíà÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïàðàìåòðîâ äëÿ àëþ-
ìèíèÿ, à êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà � ðàâåí 0,16 [12]. Áûëî ïðèíÿòî, ÷òî
ìàòåðèàë êîíè÷åñêîãî èíäåíòîðà àáñîëþòíî òâåðäûé, óãîë ïîëóðàñòâîðà
êîíóñà ðàâåí 70,3�, à êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ìåæäó èíäåíòîðîì è ïîâåðõ-
íîñòüþ ìàòåðèàëà ðàâåí íóëþ.
Ïðè àíàëèçå ðåçóëüòàòîâ ìîäåëèðîâàíèÿ èíäåíòèðîâàíèÿ ñèñòåìû
ìÿãêàÿ ïëåíêà — òâåðäàÿ ïîäëîæêà îêàçàëîñü, ÷òî êðèâûå íàãðóæåíèÿ
õîðîøî àïïðîêñèìèðóþòñÿ ïîëèíîìîì ÷åòâåðòîé ñòåïåíè âèäà
~
( )P h a h a h a hh � � �
2
2
3
3
4
4
. (2)
Àíàëèç êðèâûõ íàãðóæåíèÿ, ïîëó÷åííûõ â ðåçóëüòàòå ÷èñëåííîãî ìîäå-
ëèðîâàíèÿ èíäåíòèðîâàíèÿ ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû, ïîêàçàë, ÷òî èõ íà-
Îïðåäåëåíèå ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òîíêèõ ïëåíîê ïî äàííûì èíäåíòèðîâàíèÿ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2007. Ò. 29. ¹ 2 117
n a2 a3 a4 a2 a3 a4
�y = 228,5 ÌÏà �y = 251,35 ÌÏà
0 0,020 0,029 0,028 0,022 0,031 0,06
0,1 0,025 0,051 0,29 0,027 0,057 0,32
0,2 0,031 0,082 0,87 0,033 0,089 0,95
0,3 0,037 0,14 1,7 0,039 0,15 1,8
0,4 0,044 0,21 2,8 0,046 0,22 2,9
0,5 0,053 0,31 4,2 0,05 0,32 4,3
�y = 297,05 ÌÏà �y = 342,75 ÌÏà
0 0,025 0,042 0,062 0,028 0,049 0,099
0,1 0,03 0,066 0,41 0,034 0,074 0,52
0,2 0,036 0,098 1,12 0,040 0,109 1,28
0,3 0,043 0,16 2,02 0,046 0,186 2,11
0,4 0,050 0,24 3,15 0,054 0,255 3,35
0,5 0,059 0,33 4,59 0,062 0,344 4,77
È. Ê. Âàëååâà, È. Î. Ãîðîøêî
118 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2007. V. 29. ¹ 2
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
a2
1
2
3
4
0,1
0,2
0,3
a
3
1
2
3
4
0 0,1 0,2 0,3 0,4
1
2
3
4
a4
n
1
2
3
4
0.5
0.5
0.5
1
1
1
1.5
1.5
1.5
2
2
2
2.5
2.5
2.5
3
3
3
3.5
3.5
3.5
4
4
4
4.5
4.5
0 0,1 0,2 0,3 0,4
1
1,1
1,2
1,3
1,4
0.025
0.025
0.03
0.03
0.03
0.035
0.035
0.035
0.04
0.04
0.04
0.045
0.045
0.045
0.05
0.05
0.05
0.055
0.055
0.06
1
1,1
1,2
1,3
1,4
0.05
0.05
0.1
0.1
0.1
0.15
0.15
0.15
0.2
0.2
0.2
0.25
0.25
0.25
0.3
0.3
0.3
1
1,1
1,2
1,3
1,4
à
4
à
3
à
2
� �y y/
� �y y/
� �y y/
0
0
0
n
Ðèñ. 1. Ãðàôèêè çàâèñèìîñòåé êîýôôèöèåíòîâ ak îò çíà÷åíèÿ n : 1 — � y = � y
0
; 2 — � y =
=1,1 � y
0
; 3 — � y = 1,3 � y
0
; 4 — � y =1,5 � y
0
;
Ðèñ. 2. Êàðòû ëèíèé óðîâíÿ êîýôôèöèåíòîâ ak
÷àëüíûå ó÷àñòêè ñ áîëüøîé òî÷íîñòüþ îïèñûâàþòñÿ êâàäðàòíîé ïàðàáî-
ëîé. Ýòî ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü êîýôôèöèåíò a2 ñ ïîìîùüþ êâàäðàòè÷íîé
àïïðîêñèìàöèè íà÷àëüíîãî ó÷àñòêà êðèâîé P h( ). Îäíàêî ïðè óâåëè÷åíèè
ãëóáèíû îòêëîíåíèå êðèâîé P h( ) îò êâàäðàòè÷íîé çàâèñèìîñòè ñòàíî-
âèòñÿ çíà÷èòåëüíûì, ïðè÷åì íà åå ïîâåäåíèå îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå
âëèÿíèå âåëè÷èíà è õàðàêòåð óïðî÷íåíèÿ ìàòåðèàëà ïëåíêè.
Áûëà ïðîâåäåíà îöåíêà çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòîâ ïðèáëèæåíèÿ ak (2)
îò ïëàñòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïëåíêè. Ïðè ðàñ÷åòàõ äëÿ ìàòåðèàëà ïëåíêè
âàðüèðîâàëèñü çíà÷åíèÿ �y è n â ñîîòâåòñòâèè ñî ñòåïåííûì çàêîíîì óïðî-
÷íåíèÿ. Êîýôôèöèåíòû ïîëèíîìà (2) îïðåäåëÿëè ïî ñëåäóþùåé ñõåìå:
1) a2 — ïðèáëèæåíèåì ïî ìåòîäó íàèìåíüøèõ êâàäðàòîâ ðàñ÷åò-
íîé êðèâîé P (h) íà ó÷àñòêå îò íóëÿ äî h2 = 0,02 ìêì;
2) a3 — àïïðîêñèìàöèåé íà ó÷àñòêå îò íóëÿ äî h3 = 0,04 ìêì ïðè
ôèêñèðîâàííîì çíà÷åíèè a2, ïîëó÷åííîì íà ïåðâîì øàãå;
3) a4 —àïïðîêñèìàöèåé íà ó÷àñòêå îò íóëÿ äî h4 = 0,1 ìêì ïðè
ôèêñèðîâàííûõ çíà÷åíèÿõ a2 è a3, ïîëó÷åííûõ ðàíåå.
Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé n è �y ïðåäñòàâëåíû
â òàáëèöå. Èñõîäíîå çíà÷åíèå ïðåäåëà òåêó÷åñòè ïëåíêè � y
0
= 228,5 ÌÏà,
áûëî óâåëè÷åíî ñíà÷àëà íà 10 %, çàòåì íà 30 % è íà 50 %. Ïðè âû÷èñëåíèÿõ
áûëî ïðèíÿòî, ÷òî ãëóáèíà èçìåðÿåòñÿ â ìèêðîíàõ, à ñèëà, ïðèëîæåííàÿ ê
èíäåíòîðó, â ìèëèíüþòîíàõ.
Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíû ãðàôèêè çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòîâ ïðèáëè-
æåíèÿ ak (k = 2, 3, 4) îò ïîêàçàòåëÿ óïðî÷íåíèÿ n äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé
ïðåäåëà òåêó÷åñòè, à íà ðèñ. 2 — êàðòû ëèíèé óðîâíÿ êîýôôèöèåíòîâ ak,
ðàññìàòðèâàåìûõ êàê ôóíêöèè ïàðàìåòðîâ n è �y. Êàê âèäíî èç ðèñ. 2,
Îïðåäåëåíèå ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òîíêèõ ïëåíîê ïî äàííûì èíäåíòèðîâàíèÿ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2007. Ò. 29. ¹ 2 119
0 0,1 0,2 0,3 0,4
1
1,1
1,2
1,3
1,4
a 2
a 3
a 4
a 2
a
3 a
4
n
Ðèñ. 3. Ãðàôèêè ôóíêöèé ak (� y � � y
0
) ïðè � y=1,3� y
0
=297,05 ÌÏà è n = 1,3
� �y y/
0
ðàçëè÷èå â îðèåíòàöèè ïîëåé èçîëèíèé êîýôôèöèåíòîâ ak àïïðîêñèìàöèè
(2) íàãðóçî÷íûõ êðèâûõ â ïëîñêîñòè ïàðàìåòðîâ n, �y äàåò âîçìîæíîñòü
ïðèáëèæåííî îöåíèâàòü ïðåäåë òåêó÷åñòè è ïîêàçàòåëü ñòåïåííîãî óïðî÷-
íåíèÿ ìàòåðèàëà ïëåíêè, èñõîäÿ èç àïïðîêñèìàöèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
êðèâûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè èíäåíòèðîâàíèè ïëåíîê èç ìàòåðèàëîâ, óïðî÷íå-
íèå êîòîðûõ äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñûâàåòñÿ ñòåïåííûì çàêîíîì (1).
Íà ðèñ. 3 èçîáðàæåíû ëèíèè óðîâíÿ ôóíêöèé ak (n, � y) äëÿ êîýô-
ôèöèåíòîâ a2, a3, a4. Âñå ëèíèè ïåðåñåêàþòñÿ â îäíîé òî÷êå, êîòîðàÿ
ñîîòâåòñòâóåò óêàçàííûì çíà÷åíèÿì n è �y (âûñîêàÿ ñòåïåíü ñîâïàäåíèÿ
îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî äàííûå çíà÷åíèÿ n è �y âõîäÿò â èñïîëüçîâàííóþ
ðàñ÷åòíóþ ñåòêó).  ñëó÷àå îïðåäåëåíèÿ óêàçàííûõ ïëàñòè÷åñêèõ ïàðà-
ìåòðîâ ïî äàííûì, ïîëó÷àåìûì ïðè èíäåíòèðîâàíèè ïëåíîê, ëèíèè óðîâíÿ
ak (n, � y) äëÿ çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòîâ ñòåïåííîé àïïðîêñèìàöèè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíîé êðèâîé, î÷åâèäíî, íå áóäóò ïåðåñåêàòüñÿ â îäíîé òî÷êå. Ýòî
ñâÿçàíî ñ ïîãðåøíîñòÿìè ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâèñèìîñòè P(h) è ÷èñëåí-
íîãî ìîäåëèðîâàíèÿ, äèñêðåòíîñòüþ ðàñ÷åòíûõ çíà÷åíèé ak(n, � y), à òàê-
æå ñ âîçìîæíûì íåñîîòâåòñòâèåì ïîâåäåíèÿ ðåàëüíîãî ìàòåðèàëà âûá-
ðàííîé ìîäåëè äåôîðìèðîâàíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ïðè èíäåíòèðîâàíèè ìÿãêèõ ïëåíîê íà òâåð-
äûõ ïîäëîæêàõ êîíè÷åñêèìè èëè ïðèçìàòè÷åñêèìè èíäåíòîðàìè íà ãëó-
áèíó, ïðåâûøàþùóþ êðèòè÷åñêóþ, âîçìîæíî ïîëó÷åíèå èíôîðìàöèè î
ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ýòèõ ïëåíîê ïî íàãðóçî÷íûì ó÷àñòêàì çàâèñè-
ìîñòåé ñèëû îò ïåðåìåùåíèÿ èíäåíòîðà â îòëè÷èå îò ñëó÷àÿ, êîãäà îñó-
ùåñòâëÿåòñÿ èíäåíòèðîâàíèå îäíîðîäíîãî ìàòåðèàëà è íàãðóçî÷íàÿ êðè-
âàÿ ÿâëÿåòñÿ ïàðàáîëîé.
An influence of plastic properties of film material on the load section of the force relation to
intendor movement is studied for soft film on hard substrate. A technique of investigating load
curve behaviour is proposed on the base of its approximation degree spectrum.
1. Oliver W. C., Pharr G. M. Measurement of Hardness and Elastic Modulus by Instrumented
Indentation: Advances in Understanding and Refinements to Methodology // J. of Materials
Research. — 2004.— 19, No. 1.— Ð. 3—20.
2. Chen X., Vlassak J. J. A Numerical Study on the Measurement of Thin Film Mechanical
Properties by means of Nanoindentation //Ibid. — 2001 — 16. — Ð. 1—35.
3. Dao M., Chollacoop N. et al. Computational Modeling of the Forward and Reverse Problems
in Instrumented Sharp Indentation // Acta Materialia. — 2001. — 49— Ð. 3899—3918.
4. Cheng Y. -T., Cheng C. -M. Scaling Approach to Conical Indentation in Elastic-plastic Sol-
ids with Work Hardening // J. of Applied Physics. — 1998. — 84, No. 3. — Ð. 1284—1291.
5. Tunvisut K., O’Dowd N. P., Busso E. P. Use of Scaling Functions to Determine Mechanical
Properties of Thin Coatings from Microindentation Tests // International Journal of Solids
and Structures. — 2001. — 38. — Ð. 335—351.
È. Ê. Âàëååâà, È. Î. Ãîðîøêî
120 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2007. V. 29. ¹ 2
6. Ma D., Xu K., He J. Numerical Simulation for Determining the Mechanical Properties of
Thin Metal Films Using Depth-sensing Indentation Technique // Thin Solid Films. — 1998.
— 323. — Ð. 183—187.
7. Sun Y., Bell T., Zheng S. Finite element analysis of the critical ratio of coating thickness to in-
dentation depth for coating property measurements by nanoindentation // Ibid. — 1995. —
258. — Ð. 198—204.
8. Xu Z. -H., Rowcliffe D. Finite Element Analysis of Substrate Effects on Indentation Behav-
iour of Thin Films // Ibid. — 2004. — 447—448. — Ð. 399—405.
9. Nayebi A., El Abdi R., Bartier O., Mauvoisin G. New Procedure to Determine Steel Mechan-
ical Parameters from Spherical Indentation Technique //Mechanics of Materials. — 2002. —
34. — Ð. 243—254.
10. Chollacoop N., Dao M., Suresh S. Depth-sensing instrumented indentation with dual sharp
indenters //Acta Materialia — 2003.— 51.— Ð. 3713—3729.
11. Bolshakov A., Pharr G. M. Influences of Pileup on the Measurement of Mechanical Proper-
ties by Load and Depth Sensing Indentation Techniques // J. of Materials Research. —1998.
— 13, No. 4. — Ð. 1049—1058.
12. Giannakopoulos A.E., Larsson P.-L. Analysis of Pyramid Indentation of Pressure-sensitive
Hard Metals and Ceramics //Mechanics of Materials.— 1997. — 25. — Ð. 1—35.
Ïîñòóïèëà 15.12.05
ÂÀËÅÅÂÀ Èðèíà Êèìîâíà, êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê, äîêòîðàíò Èí-òà ïðîáëåì ìîäåëèðîâàíèÿ â
ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû.  1983 ã. îêîí÷èëà Êèåâñêèé ãîñóíèâåðñèòåò. Îáëàñòü
íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ.
ÃÎÐÎØÊÎ Èâàí Îëåãîâè÷, êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê, ñò. íàó÷. ñîòð. Èí-òà ïðîáëåì ìîäåëè-
ðîâàíèÿ â ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû.  1983 ã. îêîí÷èë Êèåâñêèé ãîñóíèâåð-
ñèòåò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ â äèíà-
ìè÷åñêèõ ñèñòåìàõ.
Îïðåäåëåíèå ïëàñòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òîíêèõ ïëåíîê ïî äàííûì èíäåíòèðîâàíèÿ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2007. Ò. 29. ¹ 2 121
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101673 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3572 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T05:29:00Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Валеева, И.К. Горошко, И.О. 2016-06-06T15:57:43Z 2016-06-06T15:57:43Z 2007 Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования / И.К. Валеева, И.О. Горошко // Электронное моделирование. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 115-121. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0204-3572 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101673 51189.6 Исследовано влияние пластических свойств материала пленки на нагрузочный участок зависимости силы от перемещения индентора для мягкой пленки на твердой подложке. Предложена методика исследования поведения нагрузочных кривых на основе рассмотрения их аппроксимационного степенного спектра. Досліджено вплив пластичних властивостей матеріалу плівки на навантажувальну ділянку залежності сили від переміщення індентора для м’якої плівки на твердій підложці. Запропоновано методику дослідження поводження навантажувальних кривих на основі розгляду їх апроксимаційного ступеневого спектра. ru Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України Электронное моделирование Краткие сообщения Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования Definition of Elastic Properties in Fine Films by Indentation Data Article published earlier |
| spellingShingle | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования Валеева, И.К. Горошко, И.О. Краткие сообщения |
| title | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| title_alt | Definition of Elastic Properties in Fine Films by Indentation Data |
| title_full | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| title_fullStr | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| title_full_unstemmed | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| title_short | Определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| title_sort | определение пластических свойств тонких пленок по данным индентирования |
| topic | Краткие сообщения |
| topic_facet | Краткие сообщения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101673 |
| work_keys_str_mv | AT valeevaik opredelenieplastičeskihsvoistvtonkihplenokpodannymindentirovaniâ AT goroškoio opredelenieplastičeskihsvoistvtonkihplenokpodannymindentirovaniâ AT valeevaik definitionofelasticpropertiesinfinefilmsbyindentationdata AT goroškoio definitionofelasticpropertiesinfinefilmsbyindentationdata |