納米壓痕儀的應(yīng)用,納米壓痕儀可適用于有機(jī)或無機(jī)、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。半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads);存儲材料(磁盤的保護(hù)層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護(hù)層);光學(xué)組件(接觸鏡頭、光纖、光學(xué)刮擦保護(hù)層);金屬蒸鍍層;防磨損涂層(TiN, TiC, DLC, 切割工具);藥理學(xué)(藥片、植入材料、生物組織);工程學(xué)(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。在進(jìn)行納米力學(xué)測試時(shí),需要注意避免外界干擾和噪聲對測試結(jié)果的影響。廣東新能源納米力學(xué)測試服務(wù)
用透射電鏡可評估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低,AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進(jìn)行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測量、記錄、分析等多項(xiàng)步驟,電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。江西涂層納米力學(xué)測試廠商納米力學(xué)測試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,有助于揭示生物分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。
原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)(nanoindentation,instrumented-indentation testing,depth-sensing indentation,continuous-recording indentation,ultra low load indentation)是一類先進(jìn)的材料表面力學(xué)性能測試儀器。該類儀器裝有高分辨率的致動器和傳感器,可以控制和監(jiān)測壓頭在材料中的壓入和退出,能提供高分辨率連續(xù)載荷和位移的測量。包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式,主要應(yīng)用于測試各種薄膜(包括厚度小于100納米的超薄膜、多層復(fù)合膜、抗磨損膜、潤滑膜、高分子聚合物膜、生物膜等)、多相復(fù)合材料的基體本構(gòu)和界面、金屬陣列復(fù)合材料、類金剛石碳涂層(DLC)、半導(dǎo)體材料、MEMS、生物醫(yī)學(xué)樣品(包括骨、牙齒、血管等)和生物材料、等在nano水平上的力學(xué)特性,還可以進(jìn)行納米機(jī)械加工。通過探針壓痕或劃痕來獲得材料微區(qū)的硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)、磨損率、斷裂剛度、失效、蠕變、應(yīng)力釋放、分層、粘附力(結(jié)合力)、存儲模量、損失模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。
較大壓痕深度1.5 μ m時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果,其中納米硬度平均值為0.46GPa,而用傳統(tǒng)硬度計(jì)算方法得到的硬度平均值為0.580GPa,這說明傳統(tǒng)硬度計(jì)算方法在微納米硬度測量時(shí)誤差較大,其原因就是在微納米硬度測量時(shí),材料變形的彈性恢復(fù)造成殘余壓痕面積較小,傳統(tǒng)方法使得計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生了偏差,不能正確反映材料的硬度值。圖片通過對不同載荷下的納米硬度測量值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),單晶鋁的納米硬度值并不是恒定的, 而是在一定范圍內(nèi)隨著載荷(壓頭位移)的降低而逐漸增大,也就是存在壓痕尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。圖3反映了納米硬度隨壓痕深度的變化。較大壓痕深度1μm時(shí)單晶鋁彈性模量與壓痕深度的關(guān)系。此外,納米硬度儀還可以輸出接觸剛、實(shí)時(shí)載荷等隨壓頭位移的變化曲線,試驗(yàn)者可以從中獲得豐富的信息。納米力學(xué)測試應(yīng)用于半導(dǎo)體、生物醫(yī)學(xué)、能源等多個(gè)領(lǐng)域,具有普遍前景。
納米壓痕技術(shù)也稱深度敏感壓痕技術(shù)(Depth-Sensing Indentation, DSI),是較簡單的測試材料力學(xué)性質(zhì)的方法之一,可以在納米尺度上測量材料的各種力學(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。納米壓痕理論,納米壓痕試驗(yàn)中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發(fā)生的是彈性變形,隨著載荷進(jìn)一步提高,塑性變形開始出現(xiàn)并逐步增大;卸載過程主要是彈性變形恢復(fù)的過程,而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷,hmax 為較大位移,hf為卸載后的位移,S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計(jì)算仍采用傳統(tǒng)的硬度公式H =P/A。式中,H 為硬度 (GPa);P 為較大載荷 ( μ N),即上文中的 P max ;A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為,從而改進(jìn)納米材料的設(shè)計(jì)和制備工藝。江西材料科學(xué)納米力學(xué)測試定制
通過納米力學(xué)測試,可以測量材料的硬度、彈性模量、粘附性等關(guān)鍵參數(shù)。廣東新能源納米力學(xué)測試服務(wù)
日本:S.Yoshida主持的Yoshida納米機(jī)械項(xiàng)目主要進(jìn)行以下二個(gè)方面的研究:⑴.利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測量,已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量;⑵.利用激光干涉儀測距,在激光干涉儀中其開發(fā)的雙波長法限制了空氣湍流造成的誤差影響;其實(shí)驗(yàn)裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計(jì)量研究所(NRLM)研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀,該所精密測量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類的研究,如硅晶格間距、磁通量等,其掃描微動系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的微動工作臺。廣東新能源納米力學(xué)測試服務(wù)
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