基于纳米压痕试验, 利用Oliver和Pharr法求解氮化钛(TiN)镀膜的弹性模量和刚度, 采用DEFORM有限元分析软件, 通过量纲分析及曲线拟合法确定了TiN镀膜的屈服强度; 针对不同膜厚, 取镀膜上7个特征点进行力学性能有限元分析, 通过膜基分离试验进行了验证。结果表明: 压头压入点P0所受应力最大, 其值为4 230 MPa, 膜基结合处Ps点出现应力集中, 所受切应力最大, 其值随膜厚增大(1～2.5 μm)而由3 150 MPa降低至2 260 MPa, 该位置为镀膜最易剥落处; 膜基分离试验证实镀膜分离区就在Ps点附近; 随着镀膜厚度增加, 基底对镀膜的影响程度逐渐减小。
所属栏目
物理模拟与数值模拟国家自然科学基金资助项目(51275272);浙江省自然科学基金资助项目(LQ13E050014)
收稿日期
2014/2/202015/2/12
作者单位
吴军:衢州学院机械工程学院, 衢州 324000浙江工业大学, 杭州 310014
金杰:浙江工业大学, 杭州 310014
周兆忠:衢州学院机械工程学院, 衢州 324000
张元祥:衢州学院机械工程学院, 衢州 324000
备注
吴军(1982-),男,浙江衢州人, 实验师, 硕士。
引用该论文:
WU Jun,JIN Jie,ZHOU Zhao-zhong,ZHANG Yuan-xiang.Finite Element Analysis of Titanium Nitride Films Based on Nanoindentation Test[J].Materials for mechancial engineering,2015,39(4):97～102
吴军,金杰,周兆忠,张元祥.基于纳米压痕试验的TiN镀膜有限元分析[J].机械工程材料,2015,39(4):97～102
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