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纳米压痕技术简介

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:纳米压痕技术又被称为深度敏感压痕技术,是近年发展起来的一种新技术。纳米压痕技术不仅仅是显微硬度的简单延伸,通过对加载卸载曲线的分析不仅可以得到硬度和弹性模量,而且可以得到诸如蠕变、残余应力、相变等丰富的信息。由于超薄层的厚度会达到亚微米级甚至纳米级,传统的压痕方法已经不再适用,纳米压痕测量技术应运而生。

纳米压痕技术简介

纳米压痕(nanoindentation)技术又被称为深度敏感压痕(depth sensing indentation)技术,是近年发展起来的一种新技术。它可以在不用分离薄膜与基底材料的情况下直接得到薄膜材料的许多力学性能,如弹性模量、硬度、屈服强度、加工硬化指数等[1]。在微电子科学、表面喷涂、磁记录及薄膜等相关的材料科学领域得到越来越广泛的应用。纳米压痕技术不仅仅是显微硬度的简单延伸,通过对加载卸载曲线的分析不仅可以得到硬度和弹性模量,而且可以得到诸如蠕变、残余应力、相变等丰富的信息。

通过压头对材料表面加载,然后测出压痕区域,以此来评价材料力学性能的技术,称为压痕技术。由于超薄层(涂层及复合材料界面层等)的厚度会达到亚微米级甚至纳米级,传统的压痕方法已经不再适用,纳米压痕测量技术应运而生。传统压痕方法是先进行加载,然后再离线测量。这样,在压痕过程中,压痕深度是未知的,如果用来研究薄膜材料,必然会存在压透的可能。而纳米压痕法是用计算机来控制载荷的连续变化,并在线监测压痕的深度,由于施加的是超低载荷,加上监测传感器具有优于1nm的位移分辨率,因此可以获得小到纳米级0.1~100nm的压痕深度,适用于薄膜材料力学性能的测试[2]。(www.xing528.com)

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