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1、纳米压痕技术及其试验研究朱瑛姚英学周亮哈尔滨T业大学摘要:介绍纳米压痕技术的基木原理和计算方法,从定义、适用范围和压痕面积的获得方法等三个方面指出纳米破度与常规硬度之间的匝要区别，对硬度的概念做了进一步讨论。通过试验得出了单晶铝材料的纳米便度值，并与传统计算方法获得的碾度值进行了比较。关键词:纳米压痕，原子力显微镜，纳米硬度]>bn(rindentationTechnologyandItsExperimentalResearchZhuYingYhoYngxueZhouLiangAbstract:Anintroduc
2、tionismadetothefundamentalprinciplesandcalculatingmethodofnancyindentation・Itispointedouttheinpoitantdifterencebetweennancrhardnessandconventionalhardnessfivmthedefinition,applicationrangesandthemethodofgettingindentationarea・Theconceptot'hardnessalsoliasbeend
3、iscussed.Intheend,thenatwhardnessvalueofsinglecrystalirluminumhasbeendetenninedthruughexperimentsandconparedwithconventionalhardnessvalue.Keywords:nancrindentation,AFM,nanirhardness随着精密、超精密加工技术的发展，材料在纳米尺度下的力学特性引起了人们的极大关注。事实上，对微电子、微机械加工等方而的研究表明，材料在该尺度下往往表现出•宏观条
4、件下完全不同的特性。然而，目前材料微纳米表层性能的检测技术还很不完善，其至阻碍了精密、超精密加工技术的进一步发展。因此，对纳米力学进行深入研究具有重要收稿日期:2004年3月图5相关度量与旋转因子増量的关系平移因子增量、旋转因子增量、外轮綁相关度量的计算结果见表2,相关度量与平移因子增量、旋转因子增量的关系见图4、图5。从图4、图5和表2可以看出，在确定平移和旋转因了初值之片再进行搜索,搜索数量不大，速度很快；沿X和厂方向分别只平移了0・2个像索和1个像索，并旋转了0.06度,此时相关度量最人。根据多次试验的经验，
5、我们把平移因子的步长设定在0.2像索。5结论本文设计了基于图像处理的汽车密封条测量系统的硬件系统，利用牛顿插值函数实现了亚像素细分，建立了仿射变换模型。测试试验证明：利用边界直径和公差要求确定图像平移和旋转初值、然后进行最大相关搜索的方法是行Z有效的。经过大量的试验结果统计，報个系统的长度不确定度在0.02mm以内。参考文献1LAngrisani,PDaponte,APietrosanto,CLiguori・Animagebasedmeasurementsystemforthecharacterizationofa
6、utomotivegaskets.Measurement25(1999):169〜1812李庆利，张少军，李忠富等.一种基于多项式插值改进地亚像素细分算法.北京科技大学学报,2(X)3,25(3):280〜2833钟家强，王润生.基于边缘的图像配准改进算法.计算机工程与科学,2001,23(6):25〜294曾文峰，李树山.图像配准参数的自适应求収方法.海军工程大学学报,2001,13(1):45〜485WilliamC,Hasenplaugh,MarkANeifeld・Imagebinarizationtechn
7、iquesforconelationbasedpatternrecognition・OptEng.1999,38(11):1907〜1917第一作者:马强,哈尔滨工业大学自动测试与控制系，15(XX)1哈尔滨市而现实的意义。硕度作为材料多种力学特性的“显微探针”,与材料的强度、耐磨性、弹性、塑性、韧性等物理量之问都有着密不可分的联系。由于硕度测量具有宜观和方便的特点，因此通过测量硬度來研究材料的其它特性已经成为一种垂要的研究手段。传统的破度测量方法是在某一载荷下将特定形状和尺寸的压头压入材料表而，卸载厉测量压痕的投
8、影而积，通过计算载荷与投影面积的比值得到该材料的硬度。但该方法只适于宏观条件下的研究和应用,无法用于测量压痕深度为纳米级或业微米级的驶度(即所谓纳米硬度,nano-hardness)。近年来，测量纳米硬度一般采用新兴的纳米压痕技术(nano-indenta-tion)⑴，由于采用纳米压痕技术可以在极小的尺寸范围内测试材料的力学性能，除了塑性性质外，还可反映材
