一文了解纳米压痕技术

发布网友发布时间：2024-10-04 08:53

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热心网友时间：2024-10-05 07:21

纳米压痕技术，一种针对现代微电子材料科学小型化试样需求而生的先进技术，通过计算机控制的超低载荷测量，实现了对薄膜、涂层等微纳米材料的精细力学性质研究。它突破了传统硬度测试的局限，不仅测量塑性性质，还能适用于小尺寸试样，特别关注纳米尺度的压深分析。纳米压痕仪利用力-压入深度曲线计算材料性能，无需显微镜测量压痕面积，具有ISO14577、ASTME2546标准认证。

纳米压痕技术的关键特性包括：光学自动观察、热漂移控制、多功能力学数据测量（如硬度、刚度、弹性模量等）、实时载荷监测、高精度传感器以及双标准校正。在半导体、存储材料、光学组件、防磨损涂层、药理学和工程学等领域，它提供了基础标准法和连续刚度标准法两种测试涂层力学性能的方法。基础标准法通过一系列加载-卸载过程计算硬度和弹性模量，而连续刚度标准法则可动态监测涂层在不同深度的性能变化。

以连续刚度标准法为例，如在M2高速钢和硬质合金基材表面电镀AlTiN的试验中，结果显示，即使基材不同，涂层厚度相近的涂层力学性能差异不大。图3和图4展示了涂层的d-H和d-E曲线，表明在一定深度后，表面粗糙度对测试结果的影响减小，揭示了涂层整体的力学性能特性。