- •Объекты и методы инженерии поверхности.
- •Основные характеристики функциональных поверхностей.
- •Почему поверхностные слои твердых тел отличается по структуре и свойствам от объема?
- •Основные количественные параметры шероховатости поверхности по гост 2789-73.
- •Принципы устройства, преимущества и ограничения контактного и бесконтактного профилометра.
- •Способы и стадии подготовки объемных материалов и покрытий для изучения в оптическом микроскопе и электронном просвечивающем микроскопе.
- •Архитектура компьютерной системы сбора данных. Ацп и цап.
- •Векторная и растровая графика. Основные электронные форматы для данных и изображений.
- •Что такое пиксел? Как избежать искажений при увеличении электронных изображений?
- •Как рассчитать напряжения Герца при контакте твердых тел?
- •Сформулируйте определение твердости. Методы определения твердости.
- •Как определяют твердость в методе измерительного индентирования? в чем состоит метод Оливера-Фарра? Коэффициент упругого восстановления.
- •Как определяют твердость в методе Виккерса, Бринеля, Роквелла? с чем связаны ограничения классических методов определения твердости?
- •Перечислите материаловедческие задачи, решаемые с помощью метода измерительного индентирования.
- •В чем состоит метод измерительного царапания? Какие параметры определяют при измерительном царапании? Что называют критической нагрузкой?
- •Как происходит получение изображения в сканирующей зондовой микроскопии (сзм). Преимущества и ограничения сзм.
- •Перечислите способы выделения полезного сигнала при обработке сзм изображений.
- •Типы и условия формирования контраста в сканирующем зондовом микроскопе. Контактный и бесконтактный режим работы сзм.
- •Как проходит контактирование и трение соприкасающихся поверхностей. Оценка площади контакта.
- •Дайте определение изнашиванию и износу. В каких единицах измеряют износ?
- •Сформулируйте принципы создания износостойких материалов и покрытий.
- •Опишите принципы подбора контртела для трибологических испытаний.
- •От каких параметров трибологических испытаний зависят напряжения Герца пары «образец-контртело»?
- •Как определяют износ контртела и образца по схеме «стержень-диск»?
- •В каком диапазоне может меняться коэффициент трения? в каких единицах измеряют износостойкость?
- •Что включает в себя комплексное трибологическое исследование? Схема «стержень-диск» и «стержень-пластина».
- •Какие диапазоны электромагнитных волн используют для изучения функциональных поверхностей? Какие из них чувствительны для органов чувств (зрения, слуха) человека.
- •Что такое структурная составляющая? Как повысить разрешение оптического микроскопа. Формула Аббе.
Перечислите материаловедческие задачи, решаемые с помощью метода измерительного индентирования.
Наноиндентирование
При использовании весьма малых нагрузок (несколько мН) метод Оливера-Фарра получил название наноиндентирования. При этом погружение индентора проходит на глубину нескольких десятков нанометров. Поэтому метод наноиндентирования незаменим при изучении тонких пленок и многослойных наноразмерных структур. Корректными измерениями твердости покрытий (без влияния подложки) принято считать такие измерения, при которых глубина погружения составляет
не более 10-12% от его толщины. Практически устойчивые экспериментальные кривые получают для глубин погружения более 25-30 нм. Поэтому наноиндентирование успешно применяют для оценки механических свойств тонких пленок толщиной более 250 нанометров.
Избирательное индентирование
Высокая точность позиционирования позволяет также проводить индентирование отдельных микронных и субмикронных структурных составляющих, различимых в оптический микроскоп, что позволяет избирательно оценивать их механические свойства при изучении многофазных, композитных и градиентных материалов.
Оценка механических свойств многофазных и композитных материалов.
Механическая спектроскопия
Для оценки механических свойств многофазных материалов используют матричное индентирование с заданным шагом, выбранным так, чтобы отпечатки заведомо попали на разные структурные составляющие. При достаточно большом количестве независимых измерений и значимой разнице свойств отдельных структурных составляющих можно получить не только усредненные значения твердости, модуля упругости и упругого восстановления, но также количественно оценить их долю и построить карту распределения механических свойств в многофазных и композитных материалов.
В чем состоит метод измерительного царапания? Какие параметры определяют при измерительном царапании? Что называют критической нагрузкой?
Метод измерительного царапания состоит в воздействии на измеряемое тело индентора, совершающего круговые или возвратно-поступательные движения. Индентор – алмазный конус с радиусом закругления 200 мкм. Нагрузка на индентор постепенно увеличивается (равномерно или ступенчато).
Информация о измеряемых параметрах снимается посредством датчиков: силы нагружения, интенсивности акустической эмиссии, коэффициента трения, глубины царапания.
Условно процесс разрушения покрытия при царапании алмазным индентором можно разделить на 3 этапа: А – монотонное проникновение индентора в покрытие; В – скачкообразное увеличение уровня и амплитуды АЭ, изменение наклона кривых КТ и СТ; С – немонотонное изменение ГП, КТ и СТ. (СТ – сила трения, ГП – глубина погружения, КТ – коэфф. Трения, АЭ – акуст. эмиссия).
Критическая нагрузка – такая нагрузка, при которой происходит адгезионное разрушение покрытия. Признак – уширение и углубление царапины (бороздки), начинает настии ак. эмиссия и глуб. вдавливания, перестает расти сила трения.