摘要: 利用纳米划痕仪及曲率半径3 μm的球形金刚石针尖，在单晶硅（100）表面进行了不同载荷下的划痕实验。结果表明：随载荷的增加，单晶硅表面的划痕损伤先后经历了从凸起形成、凸起与凹槽并存到材料去除的变化过程。当载荷为0.5～3.0 mN时，单晶硅上的划痕损伤表现为凸结构的形成，且凸起的高度和体积随载荷的增加而增大；当载荷为3～50 mN时，凸起和凹槽同时出现，但损伤区域体积未见减少，损伤仍以凸结构形成为主导；当载荷大于50 mN时，凹槽深度和磨损体积明显增大，划痕损伤表现为典型的材料去除。进一步的分析显示，单晶硅的划痕损伤特征与其接触区的应力状态密切相关，低载下的摩擦和剪切作用是凸结构产生的主要原因。

关键词: 单晶硅；划痕损伤；凸起形成

作者　单位

杨超　 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 摩擦学研究所，四川 成都 610031　 

余丙军 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 摩擦学研究所，四川 成都 610031　 

钱林茂 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 摩擦学研究所，四川 成都 610031 

E-mail：linmao@swjtu.edu.cn

《摩擦学报》,2010,30(1):92~96