纳米机械测试

准静态Nanoindentation

定量地表征小体积材料的机械性能

准静态纳米压痕:综述

准静态纳米压痕已经成为纳米力学表征材料的标准技术。准静态纳米压痕测试是通过高度控制的方式使用几何定义良好的探针对样品施加和去除负载来进行的。

在纳米压痕过程中,传感器施加一个力,并连续测量探头位移,产生传统的力与位移曲线。由此产生的力与位移曲线可以作为材料的“机械指纹”,通过它可以定量确定纳米级材料的性能。bob电竞安全吗力量的Hysitron nanoindenters用独特的三板电容式传感器设计测量纳米压痕探头的力和位移。这种换能器设计提供了无与伦比的噪音地板和超低的工作力。

电容式传感器采用严格控制的结构和校准标准,结合精密加工的刚性纳米压痕探头,可对任何材料进行定量、可靠的测量。

对测得的力与位移曲线(特别是卸载段)的分析为用户提供了关于样品力学性能的定量信息。从准静态纳米压痕测试中获得的典型值为Er)和硬度(H).然而,其他信息,如断裂韧性,刚度,分层力和薄膜厚度也可以获得。

所有Hysitron独立纳米压痕系统都能够进行原位SPM成像。在测试前后使用相同的探头扫描样品表面,可以精确地放置测试以及观察变形事件或测试后的样品恢复情况。

来自Bruker的准静态纳米压痕设计具有最大的通用性。bob电竞安全吗标准的Hysitron独立纳米压痕系统,配备标准的最大力可达10 mN和小于30 nN的噪声地板,准静态纳米压痕涵盖了大量的样品测试可能性。

熔融石英上的力-位移曲线显示出典型的弹塑性材料响应,准静态纳米压痕后的石英表面原位SPM图像显示出残余压痕。

准静态纳米压痕是如何工作的

示意图,说明布鲁克的三板电容式传感器操作,在纳米压痕高精度的力应用。bob电竞安全吗

bob电竞安全吗布鲁克的纳米压痕传感器在其操作上是独特的,是世界上唯一使用三板电容设计的纳米压痕系统。通过向三板电容式传感器的顶部和底部运行两个相位差为180°的交流信号来测量位移。通过中心(浮)板观测交流信号,信号的总和对应于测量的位移。为了施加负载,对换能器的下板施加直流偏移,使其静电吸引中心板向下。交流信号总和的结果差异导致交流信号总和的偏移,从而产生位移的变化。

准静态纳米压痕数据分析

准静态纳米压痕试验的分析,显示曲线拟合的增加负荷压痕试验探针形状的校准。

Hysitron纳米压痕系统包括一个准静态数据分析包,该包使用一个标准模型来拟合力与位移曲线的初始卸载部分,以提取还原模量(Er)和硬度(H)的值。

准静态测试可以使用先进的分析软件包计算纳米压痕探针的面积函数,以确保考虑到探针几何形状的任何变化。

利用纳米压痕测量机械性能

纳米压痕是一种用于定量表征小体积材料力学性能的强大技术。通过将相应的模型与试验中得到的力-位移曲线拟合,可以在纳米和微观尺度上测量材料的弹性模量、硬度、蠕变、应力松弛、界面粘附和断裂韧性等性能。