Контроль трещиностойкости керамических материалов и покрытий с применением атомно-силовой микроскопии и наноиндентирования

Abstract

Традиционно для количественного определения длины трещин после воздействия индентора используется оптическая (ОМ) и сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Применение метода атомно-силовой микроскопии (АСМ) для точного детектирования параметров картин деформации и определения вида трещин вокруг отпечатка позволит изучать структуру поверхности с вертикальным разрешением до сотых долей нанометра, выявлять тонкие особенности деформации, дислокаций на поверхности и разрушения материала, не определяемые ни ОМ, ни СЭМ. АСМ является единственным прямым высокоразрешающим методом с пространственной трехмерной визуализацией, позволяющий расширить применение метода индентирования с малыми нагрузками (0,01–0,5 Н). Именно этот диапазон подходит для определения характеристик отдельных фаз в материале. Применение малых нагрузок при индентировании вызывает другой тип деформации со своей2 особенностью течения дислокаций и нуждается в подборе соответствующих моделей деформации. Диссертационная работа посвящена разработке методик определения вязкости разрушения методом индентирования с визуализацией области деформации и образуемых трещин при помощи атомно-силовой микроскопии для твердых хрупких материалов и покрытий с учетом факторов, позволяющих уменьшить погрешность определения вязкости разрушения.