弹性模量越大塑性越差（弹性模量越大说明什么）

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解答：

1、 弹性模量和硬度是固体结构材料的两个重要参数。它们之间有内在联系吗？如果存在，是什么样的关系？这个问题一直吸引着材料科学家和机械工程师的兴趣。

2、 从统计学的角度来看，一般认为弹性模量随着硬度的增加而增加，但这种趋势没有坚实的理论基础，并不适用于所有材料。例如，三元层状陶瓷具有较低的硬度和较高的弹性模量。另一个常用于估算薄膜弹性模量的关系是：

3、 其中y是压缩屈服应力，是压头的半角。由于该公式的理论基础不明确，应用受到限制。由该公式计算出的Ti3SiC2的弹性模量为1188GPa，远高于实际测量值310GPa。鉴于此，有必要进一步研究硬度与弹性模量之间的关系。

4、 随着位移敏感压痕技术的发展，我们可以根据精确测量的载荷-位移曲线数据来确定材料的弹性模量和硬度，从而为研究它们之间的关系提供了合适的实验手段。此外，奥利弗-法尔基于弹性接触理论的测试方法使我们能够建立弹性模量与硬度之间的理论关系。

5、 在固体材料的压痕实验中，加载过程中的局部弹塑性变形决定了硬度和外力，而卸载过程中的弹性回复反映了材料的局部能量耗散和弹性模量。

6、 基于这一思想和卸载过程中应用的弹性接触理论，沈阳材料科学国家实验室高性能陶瓷研究部研究员鲍证明了固体材料的弹性模量和硬度之间的关系取决于材料的能量耗散能力(《材料学报》52 (2004) : 5397)。即材料的局部能量耗散越大，硬度与弹性模量之比越小，压痕周围的弹性回复越小。

7、 图1最大载荷下压痕与卸载后变形关系示意图。

8、 为简单起见，定义了一个新的材料参数-恢复电阻：

9、 它反映了材料在压痕加载-卸载过程中的能量耗散，其中Pm为最大载荷，hs为压痕边缘线在载荷方向上的弹性回复位移(图1)。因此，获得了接触模量er、硬度h和回复电阻Rs之间的理论关系(对于贝尔科维奇压头或维氏压头，其为0.6647):

10、 材料的弹性模量e可由接触模量er确定，即：

11、 e、为材料的弹性模量和泊松比，Ei、vi为压头材料的弹性模量和泊松比。这三个parametErs er、h和rs中只有两个是独立的，这些材料参数具有如图2所示的关系。

12、 图2弹性模量e、硬度h和回复阻力Rs之间的关系。

13、 对于弹性模量相近的材料，硬度越低，接触或挤压过程中的局部能量耗散越大，应力波传播距离越短，不易造成整体损伤，或者材料具有低脆性、高抗断裂的特点。

14、 硬度与弹性模量之比越小，压痕的局部弹性回复越小，卸载后的残余压痕越深。

15、 对于具有相同恢复阻力的材料，弹性模量与硬度的平方根成正比。

16、 从上面可以看出，弹性模量和硬度在理论上并没有独立的关系，它们的关系必然随着材料的耗能能力而变化。任何材料的耗能能力都可以很容易地通过材料的硬度和弹性模量来评估，已知耗能能力的材料的弹性模量可以从硬度值来估算。

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