微压痕尺度效应的理论和实验

以压入深度为亚微米量级的微压痕实验来说，硬度与压入深度的关系将表现出强烈的尺度效应，然而，由传统的弹塑性理论无法预测。采用塑性应变梯度理论对微压痕实验中的尺度效应进行预测；同时对单晶铜和单晶铝进行微压痕实验研究。通过将理论预测结果应用于实验，获得塑性应变梯度理论中的微尺度参量值，该值对于常规金属材料(如铜、铝、银等)来说，取值范围为0.8～1.5μm。另外，对微压痕边界附近所出现的挤出现象(pile-up)和沉陷现象(skink-in)进行了预测和详细分析。