纳米硬度测量中尺寸效应的来源和机理

项目名称： 纳米硬度测量中尺寸效应的来源和机理

项目编号： No.11172305

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 杨荣

作者单位： 中国科学院力学研究所

项目金额： 74万元

中文摘要： 可靠测定和真实刻画材料在纳米尺度的力学行为是固体力学发展所面临的严峻挑战之一。它不仅要求精确的实验技术，更涉及基本的力学机理和复杂的数值模拟，尤其涉及离散原子体系中的现象和连续介质力学框架如何衔接的前沿物理力学问题。本申请项目以实验中发现的纳米硬度随压入深度变化的尺寸效应为研究对象，一方面借助连续介质力学和有限元方法，分析压头几何形状对测试误差的影响，确定宏观方法的适用下限，另一方面借助微观理论和拓宽分子模拟(MD/MST)的规模，分析材料内禀物理性质对纳米硬度尺寸效应的影响。基于以上结果，通过正分析，阐明纳米硬度尺寸效应的物理机理；通过反分析，发展从直接测量中提取可靠结果的分析方法。本研究不仅可深化对纳米压入测试原理的认识，完善该实验技术；还可以融合固体力学和物理力学理论和模拟方法，推动新理论和模拟方法的发展。因此，本申请项目乃是纳米力学的交叉性前沿焦点问题，具有重要的理论和实际意义。

中文关键词： 纳米力学；纳米压入；纳米硬度；压头形状；尺寸效应

英文摘要：

英文关键词： nanomechanics；indentation；hardness；indenter’s geometry；size effect