压痕:一种广泛用于测量机械性能的技术

压痕是一种应用最广泛的测量材料力学性能的技术，尤其适用于小体积材料。在微纳米尺度上，由于样品制备的任务不简单，传统的拉伸试验和弯曲试验变得不太可行。相比之下，通过使用压痕技术，样品制备的难度可能会大大降低。另一方面，压痕试验不是直接的测量，需要先进的力学分析来将材料性能与压痕响应联系起来。

在压痕试验中，将硬尖端压入样品中。尖端可以是尖的，也可以是球形的。尖端被移除后，留下一个印象。硬度定义为压痕载荷除以压痕投影面积。此外，利用仪表式压痕测试仪，可同时连续测量压痕载荷和压痕深度。许多模型被开发用于从记录的压痕载荷-深度曲线中提取材料的性能，包括弹性模量、屈服应力、应变硬化系数、残余应力、断裂韧性等。

目前，压痕测试在大块材料、薄膜/衬底系统以及微纳米结构材料等方面得到了广泛的应用。压痕法除了用于测量金属的性能外，还用于探测粘弹塑性材料的性能。

我的工作是在压痕领域及其新颖的应用。在哥伦比亚大学，我在这一领域发表了9篇期刊论文(更多论文即将发表)，我会在后续文章中发布一些细节。我的工作是由美国国家科学基金会赞助的。