隨著精密、 超精密加工技術的發(fā)展,材料在納米尺度下的力學特性引起了人們的極大關注研究。而傳統(tǒng)的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應用,無法用于測量壓痕深度為納米級或亞微米級的硬度( 即所謂納米硬度,nano-hardness) 。
近年來,測量納米硬度一般采用新興的納米壓痕技術 (nano-indentation),由于采用納米壓痕技術可以在極小的尺寸范圍內(nèi)測試材料的力學性能,除了塑性性質(zhì)外,還可反映材料的彈性性質(zhì),因此得到了越來越廣泛的應用。
納米壓痕技術也稱深度敏感壓痕技術(Depth-SensingIndentation,DSI),是測試材料力學性質(zhì)的方法之一,可以在納米尺度上測量材料的各種力學性質(zhì),如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應變硬化效應、粘彈性或蠕變行為等。
納米壓痕儀的基本組成可以分為控制系統(tǒng)、移動線圈系統(tǒng)、加載系統(tǒng)及壓頭等幾個部分。壓頭一般使用金剛石壓頭,分為三角錐或四棱錐等類型。試驗時,首先輸入初始參數(shù),之后的檢測過程則*由微機自動控制,通過改變移動線圈系統(tǒng)中的電流,可以操縱加載系統(tǒng)和壓頭的動作,壓頭壓入載荷的測量和控制通過應變儀來完成,同時應變儀還將信號反饋到移動線圈系統(tǒng)以實現(xiàn)閉環(huán)控制,從而按照輸入?yún)?shù)的設置完成試驗。