Введение
1. Обзор контактных методов измерения упругих свойств 11
1.1. История теоретических представлений и экспериментальных данных о модуле упругости 11
1.2. Теории контактной механики 16
1.2.1. Модель Герца 16
1.2.2. Модель Sneddon 18
1.2.3. Модель Bradley 19
1.2.4. Модель Derjaguin-Muller-Toporov (DMT) 20
1.2.5. Модель Johnson-Kendall-Robetrs (JKR) 21
1.2.6. Другие модели 22
1.3. Контактные методы измерения упругих свойств материалов 23
1.3.1. Наноиндентироеание 23
1.3.2. Методы АСМ 28
1.3.3. Потенциальные источники ошибок контактных методов 44
1.3.4. Выводы 46
2. Описание ссм «наноскан» 48
2.1. Отличительные особенности и основные функциональные возможности ссм «наноскан» 48
2.2. Режимы измерений, реализуемые «наноскан» 48
2.2.1. Измерение топографии 49
2.2.2. Измерение карт механических свойств 51
2.2.3. Измерение твердости 54
2.3. Конструкция измерительной системы «наноскан» 55
3. Программное обеспечение ссм «наноскан» 60
3.1. Язык Управления RLB 60
3.2. Редактор управляющих файлов 63
3.3. Программа управления ссм «наноскан» 64
3.4. Программа для управления сканированием 67
3.5. Программа для обработки результатов 67
4. Теоретическое обоснование метода 72
4.1. Описание модели 72
4.2. Измеряемая величина 76
4.3. Расчет 77
4.4. Ограничения модели 87
4.5. Доказательства применимости модели 88
5. Метод измерения модуля упругости с помощью кривых нагружения 91
5.1. Алгоритм измерения кривых нагружения 91
5.2. Проведение измерений 91
5.3. Анализ результатов 98
5.3.1. Общий вид кривых нагружения 98
5.3.2. Вычисление параметров кривой 99
5.3.3. Вычисление модуля упругости 101
6. Экспериментальная проверка теоретического обоснования метода 103
6.1. Описание образцов 103
6.2. Проведение эксперимента 107
6.2.1. Условия проведения эксперимента 107
6.2.2, Процесс эксперимента 107
6.3. Результат эксперимента 108
6.4. Обсуждение результатов 113
Применение метода 115
Новые сверхтвердые материалы 115
Тонкие пленки 117
Заключение 120
Литература 122
