Surface Effect on the Nanowire Forest Indentation

Abstract

The surface effect on the mechanical behavior of a nanowire forest indentation is theoretically studied. The use of a large-radius spherical indenter revealed a complex deformation pattern of the nanowire forest. The nanowire forest compression, buckling and postbuckling were analyzed. The effect of surface and packing density on the nanowire forest behavior with the indentation depth is discussed. The results show that the surface effect is of importance for in-depth hardness. The analysis is instrumental in measuring the mechanical properties of the nanowire forest and in designing nanowire-forest devices for various applications

Изучено теоретически влияние поверхности на механическое поведение нанопроволочного леса при индентировании. Выявлен сложный характер деформирования нанопроволочного леса при использовании сферического индентора большого радиуса, выполнен анализ характеристик сжатия, потери устойчивости и состояния после потери устойчивости. Обсуждено влияние поверхности и плотности упаковки на поведение нанопроволочного леса в зависимости от глубины индентирования. Показано, что поверхность оказывает влияние на изменение твердости по глубине. Полученные результаты найдут применение при измерении механических свойств и разработке устройств из нанопроволочного леса, используемых в различных областях.