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纳米压痕仪定制5种技术理论是什么?
编辑:莱州知金测试仪器有限公司   发布时间:2020-08-13

  纳米压痕仪定制也称深度灵敏压痕技能,是较简略的测验材料力学性质的方法之一,在材料科学的各个领域都得到了广泛的应用。纳米压痕仪定制又称纳米压入仪,主要用于微纳米尺度薄膜材料的硬度与杨氏模量测验,测验成果通过力与压入深度的曲线核算得出,无需通过显微镜调查压痕面积。适用于有机或无机、软质或硬质材料的检测剖析,包含PVD、CVD、PECVD薄膜,感光薄膜,彩绘釉漆,光学薄膜,微电子镀膜,保护性薄膜,装饰性薄膜等等。

  纳米压痕仪定制大体上有5种技能理论:

  (1)Oliver和Pharr方法:依据纳米压痕仪定制实验所测得的载荷一位移曲线,能够从卸载曲线的斜率求出弹性模量,而硬度值则可由较大加载载荷和压痕的剩余变形面积求得。该方法的不足之处是选用传统的硬度界说来进行材料的硬度和弹性模量核算,没有考虑纳米尺度上的尺度效应。

  (2)应变梯度理论:材料硬度H依赖于压头压人被测材料的深度h,而且跟着压人深度的减小而增大,因此具有尺度效应。该方法适用于具有塑性的晶体材料。但该方法无法核算材料的弹性模量。

  (3)Hainsworth方法:由于纳米压痕仪定制卸载进程通常被认为是一个纯弹性进程,能够从卸载曲线求出材料弹性模量,而且能够依据卸载后的压痕剩余变形求出材料的硬度。该方法适用于超硬薄膜或各向异性材料,由于它们的卸载曲线无法与现有的模型相吻合。该方法的缺点是材料的塑性变形假设过于简略,缺乏理论上支撑。

  (4)体积比重法:主要用来核算薄膜/基体组合体系的硬度,但多局限于实验研究方法,实验的成果也难以完全扫除基体对薄膜力学性能的影响。

  (5)分子动力学模仿:该纳米压痕仪定制方法在原子尺度上考虑每个原子上所遭到作用力、键合能以及晶体晶格常量,并运用牛顿运动方程来模仿原子间的相互作用成果,从而对纳米尺度上的压痕机理进行解释。