专注离子束磨砂样品的最佳几何结构,用于直接拉动微拉伸测试,在扫描电子显微镜中进行现场测试

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 微拉伸性测试对于描述小规模材料的机械性能至关重要.
• 聚焦离子束 (FIB) 削为样本准备提供了高精度.
• 增材制造 (AM) 技术,如定向能量沉积 (DED-LB),产生复杂的金属结构.

研究的目的:

• 为狗骨样本制造开发一个高效的聚焦离子束 (FIB) 研磨程序.
• 为了优化狗骨几何形状,对增材制造的合金进行准确的微拉伸性测试.
• 为了研究粒度方向对Fe-45Cu合金中断裂行为的影响.

主要方法:

• 使用聚焦离子束 (FIB) 研磨工艺,从添加制造的Fe-45Cu合金中制造狗骨样本.
• 在九个狗骨样本上使用Bruker PI 89 PicoIndenter进行了微拉伸测试.
• 在一万个狗骨几何体上进行了广泛的有限元素分析 (FEA),以确定最佳尺寸.

主要成果:

• 断裂始终局限于标尺部分,根据粒度的方向,具有柔性或脆性模式.
• 根据狗骨几何形状,测量到的塑料应变到故障的差异很大 (>11%至<1%).
• 在30°和45°的负载表面角度确定了优化的几何形状,提供了特定的尺寸,降低了应力度.

结论:

• 有效的FIB削程序对于可靠的微机械测试至关重要.
• 狗骨几何优化对于高强度材料的精确应变测量至关重要.
• 了解粒度定向效应和优化样品设计可以提高微拉伸测试的预测能力.