《材料力學(xué)性能儀器化壓入測試原理》系統(tǒng)闡述了材料楊氏模量的儀器化納米一微米壓入測試原理、硬度“尺寸效應(yīng)”的準(zhǔn)晶粒機(jī)制及準(zhǔn)宏觀硬度的儀器化納～微米壓入測試原理、傳統(tǒng)維氏硬度與儀器化壓入硬度的關(guān)系及維氏硬度的儀器化納一微米壓入測試原理、單軸強(qiáng)度均值與儀器化壓入硬度的關(guān)系及單軸強(qiáng)度均值的儀器化納一微米壓入測試原理，最后介紹了材料儀器化壓入載荷一位移曲線的時(shí)間無關(guān)校正原理。
    《材料力學(xué)性能儀器化壓入測試原理》可供材料、力學(xué)、物理、機(jī)械、電子、生物等領(lǐng)域的研究人員、工程技術(shù)人員以及大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

    隨著表面改性材料、薄膜材料、MEMS（微電子微機(jī)械系統(tǒng)）材料、復(fù)合材料、納米材料等領(lǐng)域的快速發(fā)展，表面、界面及微尺度材料的工作可靠性由于面臨苛刻工作條件的挑戰(zhàn)，越來越引起人們的重視，成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。然而受尺寸限制，傳統(tǒng)的材料力學(xué)性能測試技術(shù)及手段已經(jīng)無法滿足上述材料的力學(xué)性能測試需要，致使材料微區(qū)力學(xué)性能的測試成為亟待解決的關(guān)鍵問題。
    儀器化壓人技術(shù)是在傳統(tǒng)布氏硬度和維氏硬度試驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種微區(qū)和非破壞性的新的材料力學(xué)性能測試技術(shù)，它通過高精度的同步測試和記錄特定幾何形狀的壓頭壓入及撤離試樣過程的載荷與位移關(guān)系，提供比傳統(tǒng)硬度試驗(yàn)豐富得多的能反映被測試材料力學(xué)性能的寶貴信息，該技術(shù)因此享有“材料力學(xué)性能探針”的美譽(yù)。1992年美國商用儀器化納米壓入儀的發(fā)明人W.C.Oliver與Rice大學(xué)G.M.Pharr教授共同提出了著名的基于儀器化壓入測試技術(shù)確定材料楊氏模量的經(jīng)典方法，即Oliver-Phar。

第一章 楊氏模量儀器化微米壓入測試原理
1.1 理想錐壓入問題的量綱及有限元分析
1.2 名義硬度與楊氏模量和壓入比功的關(guān)系
1.3 Oliver-Pharr硬度與楊氏模量和壓入比功的關(guān)系
1.4 p硬度與楊氏模量和壓入比功的關(guān)系
1.5 楊氏模量儀器化微米壓入測試方法
1.5.1 基于名義硬度和壓入比功的楊氏模量測試方法
1.5.2 基于Oliver-Pharr硬度和壓入比功的楊氏模量測試方法
1.5.3 基于p硬度和壓入比功的楊氏模量測試方法
1.6 楊氏模量儀器化微米壓入測試方法的精度分析
1.7 楊氏模量儀器化微米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)

第二章 楊氏模量儀器化納米壓入測試原理
2.1 Berkovich壓頭的鈍化表征
2.2 名義硬度與楊氏模量、壓入比功以及壓頭鈍化量的關(guān)系
2.3 楊氏模量儀器化納米壓入測試方法
2.4 楊氏模量儀器化納米壓入測試方法的精度分析
2.5 楊氏模量儀器化納米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)

第三章 準(zhǔn)宏觀硬度儀器化納一微米壓入測試原理
3.1 表征應(yīng)力、表征應(yīng)變與儀器化壓入硬度及楊氏模量的關(guān)系
3.2 塑性區(qū)半徑與壓入深度、儀器化壓入硬度、楊氏模量及硬化指數(shù)的關(guān)系
3.3 儀器化納一微米壓入硬度尺寸效應(yīng)的準(zhǔn)晶粒機(jī)制
3.4 基于準(zhǔn)晶粒機(jī)制的準(zhǔn)宏觀硬度儀器化納一微米壓入測試方法
3.5 準(zhǔn)宏觀硬度儀器化納一微米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)

第四章 維氏硬度儀器化納一微米壓入測試原理
4.1 維氏硬度儀器化微米壓入測試原理
4.1.1 維氏硬度與儀器化壓入硬度的關(guān)系
4.1.2 維氏硬度儀器化微米壓入測試方法
4.1.3 維氏硬度儀器化微米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.2 維氏硬度儀器化納一微米壓入測試原理
4.2.1 維氏硬度儀器化納一微米壓入測試方法
4.2.2 維氏硬度儀器化納一微米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)

第五章 單軸強(qiáng)度均值儀器化納一微米壓入測試原理
5.1 單軸強(qiáng)度均值儀器化微米壓入測試原理
5.1.1 單軸強(qiáng)度均值與材料基本力學(xué)性能參數(shù)的關(guān)系
5.1.2 單軸強(qiáng)度均值與儀器化壓入硬度、比功及楊氏模量的關(guān)系
5.1.3 單軸強(qiáng)度均值儀器化微米壓入測試方法
5.1.4 單軸強(qiáng)度均值儀器化微米壓入測試方法的精度分析
5.1.5 單軸強(qiáng)度均值儀器化微米壓人測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.2 單軸強(qiáng)度均值儀器化納一微米壓入測試原理
5.2.1 單軸強(qiáng)度均值儀器化納一微米壓入測試方法
5.2.2 單軸強(qiáng)度均值儀器化納一微米壓入測試方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.3 單軸強(qiáng)度均值與材料疲勞強(qiáng)度極限的關(guān)系
參考文獻(xiàn)

第六章 儀器化壓入載荷一位移曲線的時(shí)間無關(guān)校正原理
6.1 材料儀器化壓入恒載蠕變應(yīng)變的基本規(guī)律
6.2 材料儀器化壓入蠕變應(yīng)變的尺寸效應(yīng)
6.3 材料儀器化壓入載荷一位移曲線的時(shí)間無關(guān)校正方法
6.4 時(shí)間無關(guān)校正方法應(yīng)用示例
參考文獻(xiàn)

    本章針對儀器化微米壓入實(shí)驗(yàn)，闡述材料楊氏模量新的測試原理與方法。所謂儀器化微米壓入實(shí)驗(yàn)是指利用儀器化壓入儀和金剛石Berkovich壓頭對材料表面實(shí)施壓入深度大于或數(shù)微米的壓入實(shí)驗(yàn)。就楊氏模量的測試而言，是指壓人深度大于的壓人實(shí)驗(yàn)。對于此種實(shí)驗(yàn)，可以忽略金剛石壓頭的尖端鈍化對材料儀器化壓入硬度和壓入加、卸載功的影響，因此在對材料壓入問題進(jìn)行建模分析時(shí)可以將金剛石錐形壓頭處理為理想尖端錐形幾何。在此前提下，本章從理想錐壓入問題的量綱分析以及彈性金剛石壓頭壓入彈塑性材料的大變形有限元分析人手，開展了材料壓入響應(yīng)與材料楊氏模量的關(guān)系研究，揭示了三種儀器化壓入硬度，即，名義硬度、Oliver-Pharr硬度以及硬度與儀器化壓入加、卸載功和材料楊氏模量的近似函數(shù)關(guān)系，并據(jù)此提出了三種儀器化微米壓入測試材料楊氏模量的新方法，最后對所提方法進(jìn)行了精度估計(jì)和多種材料的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
    1.1理想錐壓入問題的量綱及有限元分析
    在儀器化壓入實(shí)驗(yàn)中，三棱錐Berkovich壓頭獲得廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)四棱錐Vickers壓頭相比，三棱錐Berkovich壓頭的優(yōu)點(diǎn)在于可以避免壓頭尖端出現(xiàn)橫刃，從而避免在淺壓入時(shí)失去幾何自相似的特性。