岱美與您分享納米壓痕儀的技術(shù)原理及局限性

更新時間：2022-05-24 | 點擊率：936

　　納米壓痕儀是一種準(zhǔn)確，靈活，使用方便的納米級機械測試儀器。它測量楊氏模量和硬度，包括從納米到毫米的六個數(shù)量級的形變測量。該系統(tǒng)還可以測量聚合物，凝膠和生物組織的復(fù)數(shù)模量以及薄金屬膜的蠕變響應(yīng)（應(yīng)變率靈敏度）。模塊化選項可適用于各種應(yīng)用：頻率特定測試，定量刮擦和磨損測試，集成的基于探頭的成像，高溫納米壓痕測試，擴展負(fù)載容量高達10N和自定義測試。

　　納米壓痕儀主要適用于測量納米尺度的硬度與彈性模量，測量結(jié)果通過載荷及壓入深度曲線計算得出，無需應(yīng)用顯微鏡觀測壓痕面積?？杀挥糜谟袡C或無機、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪油漆，光學(xué)薄膜，微電子鍍膜等等。基體可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料，包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機材料等。

　　納米壓痕儀的技術(shù)原理及局限性：

　　1、體積占比量法：主要用來計算薄膜或基體組合體系的硬度，但局限于試驗研究方法，基體對薄膜力學(xué)性能的影響在試驗的結(jié)果上不方便排除。

　　2、分子動力學(xué)模擬法：該方法是在原子尺度上去考慮每個原子上所受到作用力、鍵合能以及晶體晶格常量，并運用牛頓運動方程來模擬原子間的相互作用結(jié)果，局限性是只適用于原子尺度?！?/span>

　　3、Oliver和Pharr法：這是較為常用的一種方法。硬度值可由最大加載載荷和壓痕的殘余變形面積求得，而試驗所測得的載荷一位移曲線，可以從卸載曲線的斜率求出彈性模量。采用原始的硬度定義來進行材料的硬度和彈性模量計算而沒有考慮納米尺度上的尺寸效應(yīng)是這個方法的不足之處。

　　4、梯度隨數(shù)變化理論：材料硬度H依賴于被測材料的深度H，有壓人壓頭之稱，并且隨著壓人深度的減小而增大，因此具有尺度效應(yīng)，適用于具有塑性的晶體材料。但該方法就是無法計算材料的彈性模量。

　　以上這4種原理是在各模式測試過程中會遇到的方法，每一種方法都體現(xiàn)納米壓痕儀與被測材料的關(guān)系，研究人員可根據(jù)不同的條件需求，正確選取測量方法。

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