Partner: A. Piątkowska

Institute of Electronic Materials Technology (PL)

Recent publications
1.Kucharski S., Jarząbek D., Piątkowska A., Woźniacka S., Decrease of Nano-hardness at Ultra-low Indentation Depths in Copper Single Crystal, EXPERIMENTAL MECHANICS, ISSN: 0014-4851, DOI: 10.1007/s11340-015-0105-2, Vol.56, No.3, pp.381-393, 2016
Abstract:

In the present study, we report a detailed investigation of the unusual size effect in single crystals. For the experiments we specified the hardness in single crystalline copper specimens with different orientations ((001), (011) and (111)) using Oliver-Pharr method. Our results indicates that with decreasing load, after the value of the hardness reached its maximum, it starts to decrease for very small indentation depths (<150 nm). For the sake of accuracy of hardness determination we have developed two AFM-based methods to evaluate contact area between tip and indented material. The proposed exact measurement of the contact area, which includes the effect of pile-up and sink-in patterns, can partially explain the strange behaviour, however, the decrease of hardness at low loads is still observed. At higher loads range the specified hardness is practically constant.

Keywords:

Copper, Single crystal, Nanoindentation, AFM, Size effect

Affiliations:
Kucharski S.-IPPT PAN
Jarząbek D.-IPPT PAN
Piątkowska A.-Institute of Electronic Materials Technology (PL)
Woźniacka S.-IPPT PAN
2.Piątkowska A., Kucharski S., Detekcja uszkodzeń pomiarem EA oraz metodami mikroskopowymi, PROBLEMY EKSPLOATACJI. MAINTENANCE PROBLEMS, ISSN: 1232-9312, Vol.84, No.1, pp.17-25, 2012
Abstract:

W pracy opisane zostały pomiary emisji akustycznej EA generowanych podczas badania mikrotwardości wgłębnikiem Vickersa, na próbkach krzemowej i stalowej 3 l6L z warstwą węglową. Otrzymane wyniki w postaci wykresów w dziedzinie czasu są porównywane z obserwacjami mikroskopowymi. Za pomocą analitycznego elektronowego mikroskopu skaningowego SEM zobrazowano powierzchnie odcisków, z uwidocznieniem powierzchniowych pęknięć i uszkodzeń. Odcisk mikrotwardości został przecięty z użyciem systemu FIB, zapewniającego odsłonięcie rzeczywistej struktury wewnętrznej materiału w otoczeniu odcisku. Wykonanie sekwencji przekrojów pozwoliło na zobrazowanie SEM przestrzenne uszkodzeń, zwłaszcza typu pęknięcia i rozwarstwienia, a także usytuowanie elementów warstwy wierzchniej i podłoża oraz zasięg odkształceń plastycznych. Zastosowanie obu metod pomiarowych: emisji akustycznej oraz obrazowania mikroskopowego, wzajemnie uzupełniających się, daje wnikliwą diagnostykę do analizy właściwości mechanicznych materiału.

Keywords:

emisja akustyczna, badanie twardości, uszkodzenia, warstwa węglowa RF PACVD, FIB

Affiliations:
Piątkowska A.-Institute of Electronic Materials Technology (PL)
Kucharski S.-IPPT PAN