為了快捷、精準(zhǔn)測(cè)量脆性易解理氧化鎵晶體的斷裂韌度,為氧化鎵精密加工提供理論依據(jù)。采用G200納米壓痕儀對(duì)氧化鎵晶體進(jìn)行納米壓痕試驗(yàn),通過(guò)掃描電子顯微鏡分析壓痕形貌,分別采用納米壓痕法、能量法兩種方法計(jì)算斷裂韌度。納米壓痕法測(cè)得（010）面氧化鎵晶體的斷裂韌度為0.769 MPa·m^1/2;能量法測(cè)得其斷裂韌度為0.782 MPa·m^1/2。與傳統(tǒng)的斷裂韌度檢測(cè)方法相比,基于納米壓痕儀的壓痕法和能量法能夠微損傷快速檢測(cè)脆性材料的斷裂韌度。能量法是更精準(zhǔn)、更便捷的納米級(jí)斷裂韌度檢測(cè)方法。 

【文章來(lái)源】：人工晶體學(xué)報(bào). 2020,49(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

卸載段初始點(diǎn)斜率(接觸剛度)示意圖

1.2 能量法在納米壓痕法計(jì)算KIC過(guò)程中,使用的氧化鎵晶體的彈性模量EIT和硬度HIT參數(shù)值,需要使用Berkovich壓頭才能測(cè)量,然后更換成Cube壓頭,壓出徑向裂紋。所以,不能通過(guò)一種壓頭一次實(shí)驗(yàn)得到全部數(shù)據(jù),因此存在著更換壓頭而帶來(lái)的誤差,針對(duì)此問(wèn)題,馮義輝和張?zhí)┤A等[9-10]發(fā)展了一種基于壓入能量的KIC檢測(cè)方法,可以從單次的壓痕實(shí)驗(yàn)測(cè)定所有的分析參量,大幅度簡(jiǎn)化檢測(cè)環(huán)節(jié)。借助棱錐壓入的能量標(biāo)度關(guān)系,用壓入功恢復(fù)率Wu/Wt替代式(1)中的HIT/EIT作為分析量。在壓痕加載過(guò)程中,外部施加在壓頭的力對(duì)試樣做的功稱為壓入總功Wt,在壓痕卸載過(guò)程中,壓頭對(duì)試樣做的功稱為卸載功Wu,壓入總功Wt與卸載功Wu是通過(guò)載荷-位移曲線(圖3)積分計(jì)算出來(lái)的,為積分量,受徑向裂紋的影響較小,借助量綱分析,在未開(kāi)裂的情況下,對(duì)具有較大等效半錐角(>60°)的自相似壓頭的壓入過(guò)程,滿足如下的壓入能量標(biāo)度關(guān)系:

2.1 試驗(yàn)樣品以及壓痕儀參數(shù)試驗(yàn)樣品采用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所通過(guò)導(dǎo)模法制備的單晶氧化鎵(β-Ga2O3)晶體,(010)為其主要晶面,晶體的尺寸大小為10 mm×10 mm×1 mm,(010)晶面經(jīng)過(guò)研磨、化學(xué)機(jī)械拋光處理,加工后得到的晶面經(jīng)過(guò)激光顯微鏡檢測(cè),表面粗糙度為4.8 nm,如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]陶瓷斷裂韌性測(cè)試方法準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)便性比較分析[J]. 萬(wàn)德田,魏永金,包亦望,田遠(yuǎn).  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(08)
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本文編號(hào)：3127425