KLA 纳米力学测试仪iNano

纳米力学测试仪 iNano

灵活易用的力学测试可广泛用于各种材料和应用

iNano专为压痕、硬度、划痕测试和多元化纳米级测试等纳米级力学测试设计。iNano能够测试包括软质高聚物到硬质涂层和薄膜等在内的各种材料。模块化系统选项可以完成各种不同应用：特定频率测试、定量划痕和磨损测试、集成探针成像、高温测试和自定义方法编程等。

除了能够推进高校科研之外，iNano还可以为以下材料和行业进行纳米压痕测试和抗蠕变性测量：

主要功能

• 高度模块化设计, 既具有为宽泛的测试功能，又可提供高通量的自动化测试功能，并配有统计数据分析包，适用于纳米力学性能测量、扫描探针显微成像、高温测量和IV电压电流特性测试实时高效的实验控制，简单易用的测试流程开发和测试参数设置

• 标准的InForce 50电磁驱动器

• 集成高速控制器电子设备完成告诉数据采集高达100kHz，捕获材料瞬间的响应，例如锯齿流变和断裂现象。仪器使用工业界短的时间常数20μs，精准捕捉材料瞬间的真实响应

• 集成了噪音隔离功能的高刚度框架，可确保对各种材料进行准确测量

• 数码变焦的高分辨光学显微镜，精确定位样本

• 纳米压痕专家在线讲授专业纳米压痕课程，以及移动应用程序能够提供测试方法的实时更新

功能与选项概览

KLA 核心技术

iNano 采用电磁驱动转换器提供动力，电磁驱动加载模块技术因其众多的优势被广泛的应用在KLA的压痕设备中,轻松实现载荷和位移的宽动态范围的控制,提供纳米级的力学测试功能, 实现高精度观察与定位测试样本,以及样品高度的简易调节。在其标准配置中，iNano采用了InForce 50驱动器，并提供模块化控制器以便用户按需要增加功能。iNano设备提供扫描探针成像功能、划痕及磨损测试功能、高温纳米力学测试功能、连续刚度测试(CSM) 和高速3D及4D力学图谱等模块化升级选件。该系统兼容ISO14577国际标准。

iNano 采用高阶的InView™测试控制和数据采集软件,包含用于简化测试设置的带屏幕控制的InviewRunTest，可在测试期间或之后进行数据分析的 InView ReviewData，和生成各种综合性测试报告的 InFocus 软件。

连续刚度测量（CSM）

• 压入循环期间测量刚度和其他材料特性
  

KLA的连续刚度测量技术能够轻松评估材料在应变速率或蠕变效应影响下的动态力学性能。CSM技术在压入过程中保持探针以纳米级的振幅持续振动，从而获得硬度、模量等力学性能随深度、载荷、时间或频率的变化而变化的特性。该选项提供学术界与工业界常用的恒应变速率测试方法，用以测量随深度或载荷变化的硬度和模量。CSM还可用于其他高级测量选项，其中包括用于存储和损耗模量测量的ProbeDMA™方法以及AccuFilm™消除基底效应的薄测量等。连续刚度测量技术在InQuest控制器和InView软件中集成，可以方便使用并保证数据的可靠性。

                使用 CSM 选项测量随压入深度而变化的弹性模量

AccuFilm™ 薄膜方法

• 通过校正衬底对测量的影响对超薄膜进行表征
  

基于连续刚度测量技术(CSM)并结合Hay-Crawford模型的新一代AccuFilm™薄膜测试选件可测量附着于衬底的膜层材料，使用AccuFilm超薄膜方法是基于KLA科学家发明的的新一代超薄膜的测试技术，实验设置操作简单，对于软衬底上的硬质膜以及硬衬底上的软质膜，AccuFilm都可以校正衬底在膜测量中所带来的影响。

使用 AccuFiLm 薄膜法，基底影响模量和纯薄膜模量作为归一化压痕深度的函数

NanoBlitz 3D 快速力学性能分布

• 快速定量地测量表面力学性能分布

• 测量粗糙表面和/或异质材料

• 通过增加观察次数给出具有统计意义的结果

NanoBlitz 3D 采用新一代快速纳米压痕测试技术，实现每个压痕测试时间小于1秒。单次试验大压痕个数为100000（300X300矩阵），可在用户指定的恒定加载力下，提供材料弹性模量，硬度和接触刚度的三维图谱。快速且大量的测试点极大的提高了统计的准确性，同时可以直接对不同相或不同特性区域进行力学均值、分布和面积占比的统计。NanoBlitz 3D功能为用户提供数据可视化和强大的统计数据分析处理功能。

使用 NanoBlitz 3D 选项绘制 WC-CO 复合材料的硬度分布图和统计直方图

NanoBlitz4D 力学性能断层扫描

• 基于连续刚度测量(CSM) 技术的力学性能断层扫描

NanoBlitz 4D力学谱图利用InForce 50或InForce 1000驱动器和Berkovich压头为低E/H值和高模量(> 3GPa) 材料生成纳米力学性质的4D图。NanoBlitz4D以每个压痕5秒的速度完成多达10,000个压痕（30×30阵列），并为阵列中的每个压痕测量随深度而变化的杨氏模量(E)、硬度(H)和刚度(S)数值。NanoBlitz 4D采用恒应变速率方法，为用户提供数据可视化和强大的统计数据分析处理功能。

使用 NanoBlitz 4D 选项针对多层薄膜绘制两个不同压入深度的弹性和塑性分布图

ProbeDMA™ 高聚物测试

聚合物测试包中配置了圆底平头探针、粘弹性测试标样和粘弹特性的测试方法，该测试选件基于连续刚度测量技术，可在不同频率条件下对材料进行高效可靠测量，得到储存模量和损耗模量与频率的变化关系。该测量技术对纳米量级的聚合物及聚合物薄膜的力学表征至关重要，优于传统DMA测试设备。

使用圆底平头探针测试一系列标准高聚物样品的储能模量

划痕和磨损测试方法

• 压头通过样品表面时对其施加恒定或渐增的载荷

iNano系统可以对多种材料进行划痕和磨损测试。在涂层和薄膜经过化学机械抛光(CMP) 和引线键合等的多种工艺处理的时候，其强度及其对基材的附着力会备受考验。在加工工艺中，材料是否能抵抗塑性变形并保持完整而不从衬底上起泡非常重要。理想情况下，介电材料具有高硬度和高弹性模量，因为这些参数有助于了解材料在制造工艺中的性能变化。

划痕测试的定量分析

300°C 样品加热

• 允许将样品放入一个腔室中，以便在测试期间对其均匀加热
  

300°C 的样品加热选项允许将样品放置在一个腔室内进行均匀加热，同时接受测试。

iNano 样品加热选项用于表征高温下的机械性能。

国际标准化的纳米压痕测试

iNano包括预先内置的ISO 14577测试方法，可根据ISO 14577 标准测量材料硬度。该测试方法可以自动测量并输出杨氏模量、仪表硬度、维氏硬度和归一化压痕功。

按照 ISO14577 标准在一系列标准样品上所测得的硬度值

iNano 的其他升级选项

远程视频观看 :  远程视频选项包括已安装的网络摄像头，便于在测试之前和期间查看样品。两个观察角度分布为样品设置视图和原位测试视图，可分别观察样品和纳米压头。

DataBurst 模式 :  DataBurst 模式在高达 100kHz 的速度下触发数据采集，捕获材料瞬间响应，例如锯齿流变和断裂现象；允许在真正的步进荷载下测量高应变率材料的力学性能；仪器使用工业界短的时间常数，帮助客户精准捕捉材料瞬间的真实响应。

InView 开放式软件编写平台 :  InView 采用开放式软件编写平台，以帮助客户在测试过程中实现加载，测量和计算的全方位控制。用于设计新颖或复杂的实验。开放式软件编写平台给予客户极大的灵活性：帮助客户轻易采集原始测试数据到和终分析结果的全面使用；客户可以完全浏览，编辑计算公式，自定义参数，实现个性化试验设计；用户可以自由设计和改变试验参数和试验过程，为探索新的试验测试提供可能。

TrueTestI-V 电学测试 :  True Test I-V 选项允许用户向样品施加特定电压并测量压头的电流，以表征纳米力学测量过程中电学特性的局部变化。

带有模块化机架的主动振动隔离:在 iNano 的内置被动隔振的基础上增加主动隔振，为超薄薄膜上高难度的纳米力学测量提供了卓越的稳定性和精确度。主动隔振系统减少了所有六个自由度的振动，无需进行调整。

生物软材料测试选项台 :  生物材料测试方法利用核心技术连续刚度测试 CSM 表征模量在 1kPa 左右的生物软材料;包含一个平底压头和测量软材料储存损耗模量的测试方法。

压头探针和校准样品 :  InForce 50、InForce 1000 和 Gemini 驱动器的可互换压头包括 Berkovich、立体角、维氏，以及平底和球体压头。

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途