纳米压痕实验

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装载样品
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打开电源，启动电脑
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打开Nanosuite软件，进行操作
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导出实验相关数据，卸载样品
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Biblioteka Baidu
传统的准静态纳米压痕测试是利用卸载曲线获得接触刚度，每个压痕循环 只能获得最大压痕深度处的一个硬度和模量。连续刚度测量技术则可以直 接获得压入过程中采集的每个数据点对应压入深度的接触刚度，进而计算 出硬度与弹性模量等力学性能作为压入深度的连续函数。
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Nominal Force
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用最小二乘法拟合卸载曲线顶端的25%~30%，得到（1）式，然后计 算出接触刚度即（2）式，用（3）式计算出接触深度，代入（4）中 求得接触面积，于是得到硬度即（5）式。利用接触刚度和接触面积 计算得到折合模量即（6）式，然后利用（7）式以及压针的模量和泊 松比计算样品材料的弹性模量。
Computer
CSM Controller 连续刚度测量
NanoSwift Controller 控制和采集位移和力的变化
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Monitor Keyboard
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Schematic of the Nano Indenter G200
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? 载荷分辨率：50nN ? 标准测试最大载荷： 500mN ? 高载荷测试最大载荷： 10N ? Z方向的位移分辨率： <0.01nm ? 最大压入深度：>500μm ? X-Y Table位移分辨率：1μm ? 行程范围：100×100mm ? 显微镜放大倍数：
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装载样品
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Nanosuite软件界面
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注意事项
1）
2）
3）
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? 1983年Nano Instruments公司在 美国田纳西州成立并开始研发 Nano Indenter?，1998年被MTS 公司收购，MTS公司2008年被 Agilent公司收购。
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传感器 光学显微镜 样品台
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Vibration Isolation Cabinet 隔热和隔音
? 纳米压痕是一种先进的微尺度力学测量技术。它是通过测 量作用在压针上的载荷和压入样品表面的深度来获得材料 的载荷-位移曲线。其压入深度一般控制在微/ 纳米尺度， 因此要求测试仪器的位移传感器具有优于1nm的分辨率， 所以称之为纳米压痕仪。
? 测量的材料力学性能包括：弹性模量、硬度、屈服强度、 断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性等。
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? 一、TriboIndenter?是Hysitron公 司生产的低载荷原位纳米力学 测试系统，可进行压入和划入 测试。右上图为其核心部分。
? Hysitron公司：1992年成立于美 国明尼苏达州，是一家专门致 力于原位纳米力学测试系统设 计、生产和销售的公司。
? 二、Nano Indenter?是最早研制 的压入测量仪器。右下图为其 核心部分。
Video Scree：n 25X Objective：10X&40X
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最大载荷<500mN，压痕深度2100nm左右
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