纳米压痕。纳米压痕试验的应用

纳米压痕是一种利用仪器压痕技术测量小体积材料力学性能的方法。亚博网站下载弹性模量，硬度，断裂韧性，蠕变和动态性能，如存储和损失模量可以测量。在本文和后续文章中，我们将探讨纳米压痕仪用户所yabo214面临的一些问题。我们的目的是教育和告知这类设备的潜在用户，什么可以测量，什么因素会影响得到的结果。app亚博体育

图1所示。费雪-克里普斯实验室的IBIS纳米压痕系统。

纳米压痕在矿物分析中的应用

纳米压痕具有广泛的应用前景。有些应用需要精确的XY定位压痕。一个例子是矿物加工工业中使用的焦炭机械性能的测量:

图2。测试焦炭中的各个相，以确定在高炉中使用时，哪些颗粒有助于焦炭的强度。yabo214

在这种应用中，有必要在粒子的中心做凹痕，以使读数不受周围矩阵的影响。yabo214在测试前使用光学显微镜定位压痕，测试后查看压痕。通常需要大约0.5微米左右的XY定位精度。

薄膜测试

纳米压痕的另一个常见应用是薄膜测试。TiN薄膜常被用作切削工具上的硬涂层。这种涂层的制造商感兴趣的是在不同的加工条件下薄膜硬度的变化

图3。伯科维奇压痕机处理氮化钛膜表面及残余压痕。这种薄膜相当厚，大约5µm。

这些薄膜通常很粗糙，有许多不规则和晶界。通常需要进行一系列增加最大载荷的试验，以确定薄膜的硬度。低负荷时，H值受塑性区发育的影响。在高负载时，结果受到衬底的存在的影响。薄膜硬度通常被认为是介于两者之间的高原地区的硬度。

图4。解释TiN薄膜的硬度作为穿透深度的函数。

划痕试验

纳米压痕的一个普遍应用是与微米尺度划痕测试相关的测试。根据仪器的性能，在压头加载(倾斜或稳定)时，可以通过相对于压头尖端移动样品来完成划痕测试。同时，通常测量移动样品所需的侧向力。侧向力与法向力的比值就是接触处的摩擦系数。

图5。集成电路键合板上的划痕测试。

纳米压痕测试的其他应用

其他应用包括多相钢、热障涂层、生物样品(如牙齿和骨骼)、软膜(油漆)、热处理表面和半导体晶圆。

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这些信息已经从费舍尔-克里普斯实验室提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

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