| (0001)面氧化锌单晶微纳米尺度划痕特性实验研究 |
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| 引用本文： | 李继军,李源明,张丽华,郎风超,杨诗婷,王旭东,杨文欣.(0001)面氧化锌单晶微纳米尺度划痕特性实验研究[J].表面技术,2023,52(7):231-238. |
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| 作者姓名： | 李继军 李源明 张丽华 郎风超 杨诗婷 王旭东 杨文欣 |
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| 作者单位： | 内蒙古工业大学 理学院，呼和浩特 010051;上海电子信息职业技术学院 机械与能源工程学院，上海 201411;上海海事大学 理学院，上海 201306 |
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| 基金项目： | 内蒙古自然科学基金(2022MS01009);国家自然科学基金(11972221，12002174，11562016);内蒙古自治区高等学校科研项目(NJZY22383) |
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| 摘 要： | 目的 对(0001)面ZnO单晶微纳米尺度划痕特性进行实验研究，为ZnO单晶器件性能提升及ZnO单晶精密加工工艺优化等提供必要的科学依据。方法 采用Berkovich金刚石压头棱向前和面向前2种划痕方式，在不同划痕速度下对(0001)面ZnO单晶进行了纳米划痕实验，分析了划痕速度和划痕方式对其微纳米尺度划痕特性的影响。结果 当划痕速度从2 µm/s增加到100 µm/s时，棱向前划痕方式下的深度从352.9 nm降到了326.9 nm，面向前划痕方式下的深度从352.7 nm降到了289.9 nm;棱向前划痕方式下的切向力从4.15 mN降到了3.93 mN，面向前划痕方式下的切向力从5.12 mN降到了4.45 mN;棱向前划痕方式下的摩擦因数从0.21降到了0.19，面向前划痕方式下的摩擦因数从0.25降到了0.2;棱向前划痕方式下的残余划痕深度从162.2 nm降到了138.4 nm，面向前划痕方式下的残余划痕深度从148.3 nm降到了129.9 nm;棱向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从23 nm降到了17 nm，面向前划痕方式下的残余划痕两侧塑性堆积高度从18 nm降到了11 nm。结论 随划痕速度的增加，(0001)面ZnO单晶的划痕深度、切向力、摩擦因数、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度均在下降。在相同划痕速度下，棱向前划痕方式下的划痕深度、残余划痕深度及划痕两侧塑性堆积高度都比面向前划痕方式下的要大，而棱向前划痕方式下的切向力和摩擦因数都比面向前划痕方式下的要小。
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| 关 键 词： | (0001)面氧化锌单晶 微纳米尺度 划痕特性 纳米划痕 划痕速度 划痕方式 |
#$NP Experimental Study on Micro-nano Scale Scratch Characteristics of (0001) Plane ZnO Single Crystal |
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| LI Ji-jun,LI Yuan-ming,ZHANG Li-hu,LANG Feng-chao,YANG Shi-ting,WANG Xu-dong,YANG Wen-xin.#$NP Experimental Study on Micro-nano Scale Scratch Characteristics of (0001) Plane ZnO Single Crystal[J].Surface Technology,2023,52(7):231-238. |
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| Authors: | LI Ji-jun LI Yuan-ming ZHANG Li-hu LANG Feng-chao YANG Shi-ting WANG Xu-dong YANG Wen-xin |
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| Affiliation: | College of Science, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;School of Mechanical and Energy Engineering, Shanghai Technical Institute of Electronics & Information, Shanghai 201411, China;School of Science, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | (0001) plane ZnO single crystal micro-nano scale scratch characteristics nanoscratch scratch velocity scratch mode |
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