安捷伦Nano Indenter_G200主要测试功能

安捷伦 Nano Indenter G200主要测试功能一、主要模块测量功能及技术参数

标准配置Standard indentation of Nano Indenter G200 1、准静态纳米压痕测试，可以获得：载荷、压痕深度、时间、硬度、弹性模量、断裂韧性、蠕变测量；

2、划痕测试：表面形貌仪（台阶仪功能）、薄膜与基底的临界附着力等；

载荷分辨率：50nN

最大压痕或划痕载荷：>500mN

位移分辨率：0.01nm

最大压痕或划痕深度：>500µm

仪器框架刚度：≥5x106N/m

压头更换所需时间: ≤60s

连续刚度测量CSM option (动态测试) 压入过程中实时显示硬度曲线、弹性模量曲线、加载曲线、接触刚度曲线、接触面积曲线等

硬度－压痕深度连续曲线；

弹性模量－压痕深度连续曲线；

接触刚度－压痕深度连续曲线；

压痕载荷－压痕深度连续曲线

压入深度－时间曲线（蠕变测量）

蠕变特性（蠕变应力指数）

贮存模量，损耗模量，阻尼

该部分对于薄膜，涂层，表面改性材料中的不同相和不同晶粒的力学性能测量和研究极为重要，因为它能使得基底效应或周边效应问题迎韧而解。

简谐力频率: 1 to 300 Hz

简谐力振幅： 0.1 uN to 4.5 mN

纳米力学显微镜选件(Nano Vision Nanomechanical Microscope Option)主要功能可分为两大部分，一是原位扫描成象；二是超高精度定位压痕实验（定位精度在几个nm）。第一部分与AFM类似，可以直接对试样表面进行压、划痕前后的表面形貌进行扫描成象，直接获取表面的3D

形貌、残余深度、凸起高度、划痕宽度和深度等，与AFM相比它的更大优势就是“原位成象”，即纳米压、划痕测量与3D扫描成象是用同一个金刚石头，整个实验都是自动进行，不必像AFM那样为找到压痕在哪而困扰，同AFM相比另一个优点就是它的工作范围都比AFM大很多；还有一点就是纳米力学显微镜获得的图像可以对图像上的尺度进行定量

测量；而AFM只能进行定性测量。

X & Y扫描范围： 100µm

X & Y 分辨率: 2nm

Z 扫描范围: 500µm (for XP head); 15µm (for DCM head)

Z方向分辨率：0.01nm

X,Y&Z三个方向均有位移传感器和闭环控制（反馈电路控制）

第二部分是高精度定位纳米压痕实验，它对于多相材料、复合材料、界面效应和非常微小试样的研究极为重要，它可以通过扫描成象（形貌扫描或刚度扫描）技术找出您想要压痕测试的精确位置进行压痕测试，单独获得每相的硬度和弹性模量等，定位精度：2纳米。

水平力测量选件

Lateral Force Measurement options 该部分增加了摩擦力测量和磨擦系数测量, 用户可以在X-Y面上360度任意方向进行划痕实验。（薄膜与基底之间的临界附着力测量已包括在基本配置中）

最大划痕力(Z方向)：>500mN

划痕力分辨率：50nN

最大摩擦力（X&Y方向）：250mN

摩擦力分辨率：2µN

最大划痕深度：500µm

最大划痕速度：0.05 µm/s to 2.5 mm/s

最大划痕距离：100mm

高分辨率纳米压痕选件Dynamic Contact Module option 这是第二套超高分辨率压痕系统压痕系统，载荷分辨率为1nN, 自身共振频率为180Hz，对一般的机械噪声不敏感，因此利用它进行的压痕测量信噪比特别好，数据的精度更高。它的主要应用是：小载荷或超薄薄膜的纳米压痕测量，可以有效地避免基地效应得影响、低刚度材料（高分子材料、生物材料等）, 该部分可以给出如下结果：

压入过程中实时显示硬度曲线、弹性模量曲线、加载曲线、接触刚度曲线、接触面积曲线等

硬度－压痕深度连续曲线；

弹性模量－压痕深度连续曲线；

接触刚度－压痕深度连续曲线；

压痕载荷－压痕深度连续曲线

压入深度－时间曲线（蠕变测量）

蠕变特性（蠕变应力指数）

贮存模量，损耗模量，阻尼

载荷分辨率：1nN

最大压痕或划痕载荷：>10mN

位移分辨率：0.0002nm

最大压痕或划痕深度：>15µm

自身共振频率：180Hz

特征阻尼系数：0.02Ns/m

高载荷选件 High load option 有了高载荷选件，该设备在不须更换压头、不用更换硬件的的条件下，最大载荷可以从几十nN连续加载到10N，这将使得它的压痕测试自动包括纳米力学测试和显微硬度测试，便于对比材料的纳米力学性能和传统的显微力学特性，若是结合连续刚度测量技术，一次压痕就可以获得多层膜材料每层膜的力学性能。

最大压痕：10N

载荷分辨率：50nN

专用Berkovich金刚石压头 到目前为址，几乎所有的纳米硬度测试都是采用Berkovich tip, 这种形状压头的顶端曲率半径直接影响到压多深才能获得材料的硬度测量，压头越尖，就可以在越浅的压痕深度内获得更加可靠的硬度和弹性模量，对于薄膜材料，压得太深会受基底效应的影响，压得太浅，曲率半径太大的压头又无法获得薄膜的硬度。因此，更加尖锐的Berkovich金刚石压头对于薄膜材料的硬度测量至关重要。特别是硬质薄膜。目前安捷伦的Berkovich tip 曲率半径保证在20nm, 而市场上其他类似产品的同种压头一般在200nm左右。