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試,測試結(jié)果通過力與壓入深度的曲線計算得出改革創新,無需通過顯微鏡觀察壓痕面積知識和技能。
儀器介紹
納米壓痕儀主要用于測量納米尺度的硬度與彈性模量,可以用于研究或測試薄膜等納米材料的接觸剛度新模式、蠕變實現、彈性功、塑性功組織了、斷裂韌性服務體系、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、疲勞搶抓機遇、存儲模量及損耗模量等特性分析。可適用于有機(jī)或無機(jī)全面闡釋、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析非常激烈,包括PVD、CVD引人註目、PECVD薄膜領域,感光薄膜溝通機製,彩繪釉漆,光學(xué)薄膜管理,微電子鍍膜顯示,保護(hù)性薄膜,裝飾性薄膜等等效率和安≡O計能力;w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料,包括金屬範圍、合金求得平衡、半導(dǎo)體、玻璃空間廣闊、礦物和有機(jī)材料等至關重要。
主要應(yīng)用
半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬服務品質、Bond Pads)的發生;存儲材料(磁盤的保護(hù)層、磁盤基底上的磁性涂層影響、CD的保護(hù)層)新的動力;光學(xué)組件(*頭、光纖發展契機、光學(xué)刮擦保護(hù)層)廣泛關註;金屬蒸鍍層;防磨損涂層(TiN, TiC, DLC, 切割工具)發力;藥理學(xué)(藥片優勢領先、植入材料、生物組織)共創美好;工程學(xué)(油漆涂料推動並實現、橡膠、觸摸屏覆蓋範圍、MEMS)等行業(yè)優化程度;
技術(shù)特點
1、*符合ISO14577奮勇向前、ASTME2546
2不斷豐富、光學(xué)顯微鏡自動觀察
3、*的熱漂移控制技術(shù)
4組建、可硬度創新的技術、剛度、彈性模量發行速度、斷裂剛度更加堅強、失效點、應(yīng)力-應(yīng)變性能、蠕變性能等力學(xué)數(shù)據(jù)初步建立。
5、適時測量載荷大小
6供給、采用獨立的載荷加載系統(tǒng)與高分辨率的電容深度傳感器
7解決方案、快速的壓電陶瓷驅(qū)動的載荷反饋系統(tǒng)
8多種、雙標(biāo)準(zhǔn)校正:熔融石英與藍(lán)寶石
技術(shù)參數(shù)
zui大加載載荷:400mN
載荷分辨率:30nN
可實現(xiàn)的zui小載荷:1.5μN
位移分辨率:0.003nm
可實現(xiàn)的自小位移:0.04nm
可實現(xiàn)的zui大位移:250μm
熱漂移:<0.05nm/s(室溫條件下)
DMA模式:20Hz
常見技術(shù)原理
納米壓痕技術(shù)大體上有5種技術(shù)理論:
(1)、Oliver和Pharr方法:根據(jù)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的有效手段,而硬度值則可由zui大加載載荷和壓痕的殘余變形面積求得。該方法的不足之處是采用傳統(tǒng)的硬度定義來進(jìn)行材料的硬度和彈性模量計算開放要求,沒有考慮納米尺度上的尺寸效應(yīng)顯示。
(2)、應(yīng)變梯度理論:材料硬度H 依賴于壓頭壓人被測材料的深度h重要作用,并且隨著壓人深度的減小而增大持續向好,因此具有尺度效應(yīng)。該方法適用于具有塑性的晶體材料充足。但該方法無法計算材料的彈性模量進展情況。
(3)、Hainsworth方法:由于卸載過程通常被認(rèn)為是一個純彈性過程綠色化發展,可以從卸載曲線求出材料彈性模量至關重要,并且可以根據(jù)卸載后的壓痕殘余變形求出材料的硬度。該方法適用于超硬薄膜或各向異性材料用上了,因為它們的卸載曲線無法與現(xiàn)有的模型相吻合提升行動。該方法的缺點是材料的塑性變形假設(shè)過于簡單,缺乏理論上支持可靠保障。
(4)自然條件、體積比重法 :主要用來計算薄膜/基體組合體系的硬度,但多局限于試驗研究方法開展,試驗的結(jié)果也難以*排除基體對薄膜力學(xué)性能的影響互動互補。
(5)、分子動力學(xué)模擬 :該方法在原子尺度上考慮每個原子上所受到作用力意向、鍵合能以及晶體晶格常量意料之外,并運用牛頓運動方程來模擬原子間的相互作用結(jié)果,從而對納米尺度上的壓痕機(jī)理進(jìn)行解釋發展空間。
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