纳米压痕/纳米划痕

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纳米压痕

仪器型号 Hysitron TI 950, UNHT、Bruker Hysitron TI980等

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辜**	浙江理工大学	纳米压痕/纳米划痕	19.2	Advanced Functional Materials	400元	2024-05-29
李**	四川大学	纳米压痕/纳米划痕	18.808	Advanced Functional Materials	500元	2021-11-23
张**	四川大学	纳米压痕/纳米划痕	17.1	ACS Nano	500元	2023-11-17
胡**	洛阳理工学院	纳米压痕/纳米划痕	13.599	Journal of Energy Chemistry	500元	2023-03-22
何**	华中科技大学	纳米压痕/纳米划痕	13	Small	300元	2024-07-22
王**	昆明理工大学	纳米压痕/纳米划痕	9.4	Journal of Colloid and Interface Science	300元	2025-02-10
胡**	洛阳理工学院	纳米压痕/纳米划痕	8.9	Journal of Energy Storage	300元	2024-11-04
李**	青岛理工大学	纳米压痕/纳米划痕	7.4	Construction and Building Materials	200元	2025-01-02
陈**	香港城市大学	纳米压痕/纳米划痕	7.4	Construction and Building Materials	300元	2023-10-19
刘**	西南交通大学	纳米压痕/纳米划痕	6.3	Journal of Materials Processing Tech.	200元	2024-05-07
董**	中南大学	纳米压痕/纳米划痕	6.2	Journal of Materials Research and Technology	200元	2024-10-10
岳**	天津工业大学	纳米压痕/纳米划痕	5.9	ACS Applied Nano Materials	200元	2024-05-21
陈**	江南大学	纳米压痕/纳米划痕	5.518	Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects	200元	2022-10-18
张**	东北大学	纳米压痕/纳米划痕	5.316	Journal of Alloys and Compounds	200元	2021-11-30
杜**	西安石油大学	纳米压痕/纳米划痕	5.076	Nanomaterials	200元	2022-04-06

项目简介

纳米压痕仪主要用于测量纳米尺度的硬度与弹性模量，可以用于研究或测试薄膜等纳米材料的接触刚度、蠕变、弹性功、塑性功、断裂韧性、疲劳、存储模量及损耗模量等特性。可适用于有机或无机、软质或硬质材料的检测分析，包括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。基体可以为软质或硬质材料，包括金属、合金、半导体、玻璃、矿物和有机材料等。

划痕法通过使用不同的传感器（声发射、划痕位移、摩擦力）和视频显微镜观察获得临界载荷数据来量化不同的膜 - 基材组合的结合性能。

结果展示

一般给出原始数据，常见txt格式或excel格式，可根据原始数据绘制力-位移曲线。

不同厂家设备导出格式略有区别，请以实际订单数据为准。

以下以德国Bruker的纳米压痕为例：

可根据原始数据绘制力-位移曲线：

样品要求

1、样品直径3-30mm，高度0-10mm(方形或圆柱体）

2、样品上下面平行，抛光没有肉眼可见划痕

3、不规则样品或者太小样品需要镶嵌树脂里面，抛光处理

4、样品的镶嵌，一定要用硬树脂

其它问题请咨询业务人员

常见问题

1. 纳米压痕几种模式的区别？

纳米压痕常见模式有静态位移控制模式、静态载荷控制模式、连续刚度模式。

1. 静态载荷模式：设置最大载荷，加载/卸载速率（mN/s），得到的是载荷-位移曲线，最大载荷处的模量和硬度（单一值）；

2. 静态位移模式：设置最大位移，加载/卸载速率（s^-1），得到的是载荷-位移曲线，最大位移处的模量和硬度（单一值）；

3. 连续刚度模式：设置最大位移，加载/卸载速率（s^-1），选择CSM（Continuous Stiffness Measurement）模式，得到的是载荷-位移曲线、模量-位移曲线、硬度-位移曲线。

可参考网络视频：简单介绍纳米压痕技术测量材料硬度和弹性模量的两种测试方法和适用范围

2. 纳米压痕一般卸载比例是多少

纳米压痕卸载一般都是90%左右，如果载荷控制的测试方法，卸载率设置100%的话，有可能会出现热漂移（卸载后位移出现大量的负数）

3. 不同类型样品经典的载荷-位移曲线示意图

（a)弹性固体；(b)脆性固体； (c) 韧性固体；(d)晶体固体； (e)在加载过程中出现开裂的脆性固体；(f)表现出蠕变的聚合物

（来源于：Nanoindentation，DOI 10.1007/978-1-4419-9872-9)

4. 典型材料加卸载曲线涉及的部分现象

类型	图示
块体材料的典型加载曲线
块体材料的加载突进（pop-in）和压入断裂
块体材料的加载突进、卸载突出（pop-out）和滞后
薄膜材料的加载突进和压入断裂
膜材和基材性质差异明显时的加卸载曲线
吸附方式

5. SPM是什么，有什么用

SPM，即扫描探针显微成像技术，扫描探针成像原理与AFM原理相似，利用同一探头对样品表面进行原位三维形貌成像，与纳米力学测试一起，实现卓越的纳米力学表征、数据可靠性和纳米级精度的定位。

压电扫描器是SPM技术中的关键组分，以保证测试得到非常精确的测试定位（±20nm）。

SPM可以形象直观的研究样品失效模式（粘附、开裂、堆积等）。

6. 纳米压痕与纳米划痕的区别

	纳米压痕	纳米划痕
测试原理	通过计算机程序控制载荷发生连续变化，实时测量压痕深度，由于施加的是超低载荷，监测传感器具有优于1nm的位移分辨率	通过测量划针作用在样品表面上的法向力、切向力和划入深度的连续变化过程，用于研究摩擦磨损、变形和破坏性能、薄膜的粘着和粘弹行为。
适用范围	适用于测量薄膜、涂层等超薄层材料力学性能，可以在纳米尺度上测量材料的力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等	可以测试薄膜和基底的临界附着力、划痕硬度、摩擦力、摩擦系数、划入阻力等。

7. 常见材料的硬度和模量参数

常见薄膜样品的模量和硬度实验值

常见试样特性（金属/陶瓷/聚合物/复合材料）

（来源于：Nanoindentation，DOI 10.1007/978-1-4419-9872-9)

8. 纳米压痕测量的硬度怎么换算成HV？

可参考视频：纳米压痕硬度与维氏硬度之间的换算关系和适用条件

纳米压痕测试仪器测量的硬度 H 与维氏硬度（HV）之间有直接对应关系。公式为：HV （kgf/mm²）= 94.495H（GPa）

资料原文如下：

图片来源于：Nanoindentation，DOI 10.1007/978-1-4419-9872-9；

原文献可参考：Conversion between Vickers hardness and nanohardness by correcting projected area with sink-in and pile-up effects，DOI: 10.1088/2058-6272/ab7d47