基于纳米压痕的线性黏弹材料泊松比的测试方法.pdf

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1、2010年1月。润滑与密封Jan．2010第35卷第1期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．01．010基于纳米压痕的线性黏弹材料泊松比的测试方法周沙溆胡宏玖。李洁贺耀龙李达开(1．上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072；2．吉首大学张家界学院湖南张家界427000；3．上海大学分析测试中心上海200444)京摘要：将Berkovich压针纳米压痕蠕变和单轴拉伸蠕变试验相结合，提出了一种适合于线性黏弹材料?白松比的测试器方

2、法，并采用恒定荷载与恒加载速率2种加载模式测试了聚碳酸酯的泊松比。结果表明：在纳米压痕试验的时间尺度内，线性黏弹材料的泊松比可视为不变，其测量值与电阻应变法的试验结果基本一致，二者相差小于7％，其中恒加载速率压痕蠕变的试验结果更为稳定。关键词：泊松比；线黏弹性；纳米压痕；蠕变、中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)1—037—4MeasurementofPoisson’SRatioofLinearViscoelasticMaterialsbyNano．indentationZhouShaxu·

3、HuHongjiuLiJieHeYaolongLiDakai(1．ShanghaiInstituteofAppliedMathematicsandMechanics，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．ZhangjiajieCollege，JishouUniversity，ZhangjiajieHunan427000，China；3．InstrumentalAnalysis＆ResearchCenter，ShanghaiUniversity，Shanghai200444，China

4、)Abstract：Combiningdynamicnano—indentationusingBerkovichtipwithtensilecreeptesting，anewmethodtomeasurePoisson’Sratiooflinearviscoelasticmaterialswassuggested，andthemethodwasusedtomeasurethePoisson’Sratioofpolyearbonatewithnano—indentationataconstantindentationloading

5、rateandconstantamplitudeloadingindentation．TheresultsshowthatPoisson’SratioCanberegardedasconstantwithinthetimescaleofnano—indentation，thetestingvalueobtainedbythepresentedmethodisclosetotheexperimentalresultsusingelectricresistancestraingage，andtheaveragepercenteiTo

6、rofPoisson’Sratioislessthan7％．ThePoisson’Sratiodatameasuredwithnano—indentationataconstantin—dentationloadingrateismuchmoreaccuratethanthoseatconstantamplitudeloadingindentation．Keywords：Poisson’Sratio；linearviscoelasticity；nano—indentation；creep泊松比()是润滑密封材料非常重要的力学参法

7、与技术不断涌现，如通过压痕载荷与压痕变形之间数之一。目前泊松比的测试方法分为接触式和非接触的非线性关系获得泊松比的压人法；基于材料的载式两类。前者主要有机械法与电测法，后者则包括利荷一相对体积曲线与载荷．应变曲线的双斜率计算法用声音传播特性的声学方法和利用全息干涉法或云纹等。但上述试验方法仅适用于弹性材料泊松比的测干涉法等的光学方法⋯。在各种的泊松比试验方法定。迄今为止，尚无合适的机械法评估线性黏弹聚合中，机械法因操作简单、便捷而广为运用。其中在试物薄膜的泊松比。针对已有技术存在的不足，本文作件上施加拉伸载荷，基于材料在单一轴向

8、应力状态下者将玻式(Berkovich)压针纳米压痕蠕变和简单拉横向变形和纵向变形的比值的机械法测试弹性材料的伸蠕变试验相结合，提出一种适合于线性黏弹聚合物泊松比已标准化。对聚合物而言，恒定外载作用及其复合材料泊松比的测试方法。下材料的松弛或蠕变无法避免，其横向