纳米压痕仪应用案例 | 纳米压痕及超浅层纳米压痕

纳米压痕

FT-I04纳米压痕仪能够测量金属、陶瓷、聚合物、薄膜、涂层等各种材料的硬度、模量、蠕变、松弛和断裂韧性。在纳米压痕测试时，仪器通过将具有已知或已校准形状的尖锐压头压入材料中，同时记录压入到给定深度所需的力。FT-I04纳 米 压 痕 仪 具 有 标 准 压 痕 (ISO 14577) 和用于快速压头形状面积函数校准的自动化程序。 

此外，FT-I04集成了连续刚度测量 (CSM)模式，能够在压入过程中连续测量硬度、模量、刚度等力学性能随着压入深度的变化关系。凭借低于0.05 nm的位移噪音和最小步进，FT-I04能够实现精准的CSM控制。下图展示了FT-I04纳米压痕仪在熔融石英玻璃上进行100次压痕测试的结果，突显了其出色的数据质量和稳定性。 


基于本征位移控制模式，FT-I04纳米压痕仪能够量化样品中由于变形或断裂造成的快速应力下降、瞬变和高速事件，也能确保即使在高速测试下也能在不同硬度区域保持一致的压入深度，这是力控制或刚度较低的系统所无法实现的。 

超浅层纳米压痕

FT-I04是实现低载荷和浅深度下高分辨率、高重复测试的终极纳米压痕仪。它能够在纳米尺度上定量表征材料性能，适用于薄膜、纳米复合材料和纳米结构。 

此外， FT-I04 独有的本征位移控制模式能够表征出压痕过程中与位错运动相关的事件。通常，压痕测试时载荷-位移行为在低载荷下遵循Hertzian曲线，直到位错的成核及其相互作用引发快速应力下降事件。通过量化该应力下降的幅度可以测量与纳米尺度塑性变形机制相关的激活体积和能量。


由于压痕塑性影响区的范围随压痕深度增加，超浅深度下的定量测量能力对于高分辨率的性能映射（Mapping）也至关重要。