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微压入法在纸张微观力学性能研究中应用(下)

对于弹塑性材料，不论采用何种压头，其载荷P与卸载深度h之间都有如下关系单向阀

一般地，纸张纤维单体的长度为毫米量级、宽度为微米量级，而该测试方法（1）比较低碳钢和铸铁紧缩变形和破坏现象特压铸件别适用于微、纳观液压材料实验机测量。已有的试临汾验证明：纳米压痕方法对大多数材料的性能测试是适用的。理论上，该方法同样适用于对纸张纤维的性能测试，即通过试验，根据式(5)、(6)可以很方便得到纸张纤维单体以及纤维结合部位的弹性接触刚度和弹性模量。

3 微压入压痕测试法的应用

微压入压痕测试技术因其在微、海洋仪器纳观测试中所显示出的极大便利而得到越来越广泛的应用，不仅可以用于纸张纤维单体、纤维结合微区域有关性能的测试，还可以有更广泛的应用，主要表现在以下几个方面：

1)研究纸张微区中力学性能的分布状况。纸张是由纤维等固体材料构成的三维络型薄材料 ，纤维长度、纤维粗度、纤维强度及纤维之间的结合程度与成纸的性能有着密切的关系。由于个体的差异及局部存在缺陷使得纸张纤维各部分的有关性能是不同的。使用微压入压至此我公司全部员工向袁老师学习痕测试法可以准确得到微、纳米级区域的任何部位的力学性能。

2)用于检测纸张微小区域的断裂韧性。材料的断裂韧性可由下式确定 ：

式中：P为压头的最大作用载荷；C为径向裂纹长度；a为与压头形状相关的经验系数。试验首先用Berkovich压头获得材料的硬度 和弹性模量E，再用Cube出货顺畅-comer压头在材料中产生径向裂纹，然后即可由上式计算出材料的断裂韧性。

4 结语

由于微压入压痕深度一般控制在微米甚至纳米尺度。所以成为薄膜、各类涂层、材料表面及其改性的力学性能检测的理想手段，并不断向微电子、集成微光机电系统、生物材料、医疗器材等领域延伸，已成为检测材料微小区域力学性能的有效手段。

刘关华 1，王东爱 1，王静2

(1．天津商学院；2．解放军军事交通运输学

信息来源:包装工程 2005年第四期