【摘要】 假设涂层在宏观上是均匀的并且呈现出各向同性的机械性能。

使用原子力显微镜（MFP-3D，Oxford Instruments；Asylum Research Ltd.）进行微束弯曲测试，该显微镜配有尖头（<10 nm 尖端半径）硅探针（弹簧常数为 42 N/m 的悬臂梁，经过几何校准）纳米传感器。

 

首先在轻敲模式AFM中对微束进行成像，以定位悬臂，然后在静态偏转模式下进行偏转测试。在每个 MoS 2悬臂梁上，沿着梁的长度至少在 3 个不同的位置进行弯曲测试。尖端沿纵轴定位，距夹紧端的距离为 6 至 13 µm，以确保欧拉-伯努利偏转理论的有效性（Park 和 Gau，2006）。

 

在每个位置，增量加载从 0.5 到 10 µN，每个加载有 5 个偏转。为了在所有梁尺寸和负载条件之间保持一致性，使用与Bechtle[1]等人相同的模型将挠度测试数据转换为应力-应变曲线。

 

在根据 AFM 测量计算光束偏转时，无需校正压痕深度，因为对于高达 800 nm 的等效光束偏转，尖端在 20 µN 负载下不会将涂层压入超过 10 nm。等式。计算应力σ和应变ɛ。P是施加在加载点处的力，该加载点位于距夹紧端距离L处。t代表梁的厚度，w是宽度，δ是梁的偏转。

 

假设涂层在宏观上是均匀的并且呈现出各向同性的机械性能。对凹进区域的 AFM 形貌研究显示没有明显的凹进。为了确保正确的位置，在距 500 µN 压痕已知距离处以 2 mN 负载进行一次压痕。

 

请注意，在高负载凹口内及其周围没有检测到明显的材料堆积或下沉。所进行的两组 25 个压痕显示出差异，这些差异归因于测量之间 Berkovich 尖端的圆化，如校准尖端功能的变化所证明的那样。

 

[1] S. Bechtle, H. Ozcoban, E.T. Lilleodden, N. Huber, A. Schreyer, M.V. Swain, G.A. Schneider Hierarchical flexural strength of enamel: transition from brittle to damage-tolerant behaviour J. R. Soc. Interface, 9 (2012), pp. 1265-1274

 

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