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納米壓痕儀主要用于測(cè)量納米尺度的硬度與彈性模量

 更新時(shí)間:2022-02-21 點(diǎn)擊量:1192
  納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測(cè)試,測(cè)試結(jié)果通過(guò)力與壓入深度的曲線計(jì)算得出,無(wú)需通過(guò)顯微鏡觀察壓痕面積。
  納米壓痕儀主要用于測(cè)量納米尺度的硬度與彈性模量,可以用于研究或測(cè)試薄膜等納米材料的接觸剛度、蠕變、彈性功、塑性功、斷裂韌性、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、疲勞、存儲(chǔ)模量及損耗模量等特性。可適用于有機(jī)或無(wú)機(jī)、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測(cè)分析,包括PVD、CVD、PECVD薄膜,感光薄膜,彩繪釉漆,光學(xué)薄膜,微電子鍍膜,保護(hù)性薄膜,裝飾性薄膜等等?;w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料,包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機(jī)材料等。
  傳統(tǒng)的壓痕測(cè)量是將一特定形狀和尺寸的壓頭在一垂直壓力下將其壓入試樣,當(dāng)壓力撤除后。通過(guò)測(cè)量壓痕的斷截面面積,人們可以得到被測(cè)材料的硬度。這種測(cè)量方法的缺點(diǎn)之一是僅僅能夠得到材料的塑性性質(zhì),另一個(gè)缺點(diǎn)就是這種測(cè)量方法只能適用于較大尺寸的試樣。
  新興納米壓痕方法是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制載荷連續(xù)變化,在線監(jiān)測(cè)壓深量,由于施加的是超低載荷,加上監(jiān)測(cè)傳感器具有優(yōu)于1nm的位移分辨率,所以,可以獲得小到納米級(jí)的壓深,特別適用于測(cè)量薄膜、鍍層、微機(jī)電系統(tǒng)中的材料等微小體積材料力學(xué)性能可以在納米尺度上測(cè)量材料的各種力學(xué)性質(zhì),如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、粘彈性或蠕變行為等。
  隨著納米壓痕技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,壓痕儀在材料力學(xué)性能的研究中得到了廣泛應(yīng)用。它不但可以給出材料的硬度和彈性模量值,而且可以定量表征材料的流變應(yīng)力和形變硬化特征、摩擦磨損性能、阻尼和內(nèi)耗特性(包括儲(chǔ)存模量和損失模量值)、蠕變的激活能和應(yīng)變速率敏感指數(shù)、脆性材料的斷裂韌性、材料中的殘余應(yīng)力、材料中壓力誘發(fā)相變的問(wèn)題、薄膜材料的力學(xué)性能等。實(shí)際上,任何一個(gè)可以從單軸拉伸和壓縮測(cè)試得到的力學(xué)性能參數(shù)都可以用壓痕的方法得到。
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