納米壓痕儀可輕松測量硬涂層,薄膜和少量材料。該儀器準確、靈活,并且用戶友好,可以提供壓痕、硬度、劃痕和通用納米級測試等多種納米級機械測試。
可互換的驅動器能夠提供大動態范圍的力荷載和位移,使研究人員能夠對軟聚合物到硬質金屬和陶瓷等材料做出 及可重復的測試。
模塊化選項適用于各種應用:材料性質分布、特定頻率測試、刮擦和磨損測試以及高溫測試。
擁有一整套測試擴展的選項,包括樣品加熱、連續剛度測量、NanoBlitz3D / 4D性質分布,以及Gemini 2D力荷載傳感器,可以提供摩擦和其他雙軸測量。
納米壓痕儀技術理論:
(1)Oliver和Pharr方法:根據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,而硬度值則可由最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的硬度定義來進行材料的硬度和彈性模量計算,沒有考慮納米尺度上的尺寸效應。
(2)應變梯度理論:材料硬度H 依賴于壓頭壓人被測材料的深度h,并且隨著壓人深度的減小而增大,因此具有尺度效應。該方法適用于具有塑性的晶體材料。但該方法無法計算材料的彈性模量。
(3)Hainsworth方法:由于卸載過程通常被認為是一個純彈性過程,可以從卸載曲線求出材料彈性模量,并且可以根據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,因為它們的卸載曲線無法與現有的模型相吻合。該方法的缺點是材料的塑性變形假設過于簡單,缺乏理論上支持。
(4)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,試驗的結果也難以排除基體對薄膜力學性能的影響。
(5)分子動力學模擬 :該方法在原子尺度上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果,從而對納米尺度上的壓痕機理進行解釋。