新NanoTest華帝系統(tǒng)從微型材料有限公司提供了一系列關(guān)于納米尺度機(jī)械測(cè)試，允許研究者建立材料性能的完整畫面。

　　

 

　　2011年6月推出，該系統(tǒng)建立在上一代NanoTest儀器的***特功能，并在以下方面進(jìn)行了優(yōu)化：

　　性能

　　吞吐速度

　　使用方便

　　全自動(dòng)NanoTest Vantage的可以工作24/7，從而可以同時(shí)安裝在一范圍的樣品。該儀器的設(shè)計(jì)，讓“摩衡量的”五分鐘，以確保操作者的時(shí)間***小化。

　　測(cè)量技術(shù)

　　納米壓痕

　　測(cè)量硬度，模量，粘彈性

　　調(diào)查硬度的變化，隨著深度的模數(shù)

　　橫跨感興趣的區(qū)域地圖的機(jī)械性能

　　準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試可用

　　納米沖擊和疲勞

　　調(diào)查斷裂和疲勞行為

　　測(cè)量材料阻尼系數(shù)

　　研究***應(yīng)變率行為

　　納米劃痕和磨損

　　評(píng)估關(guān)鍵刮載荷和摩擦性能

　　調(diào)查周期失效的磨損預(yù)測(cè)

　　納米微動(dòng)

　　往復(fù)加速磨損試驗(yàn)

　　低接觸壓力，從而使***周期的調(diào)查(***達(dá)1萬次)

　　控制環(huán)境條件來評(píng)估真正的“在職”屬性

　　材料特性可以響應(yīng)于本地環(huán)境特性變化很大。該NanoTest Vantage是它使研究人員能夠在以下范圍內(nèi)的條件表征和優(yōu)化其材料的***手段：

　　***溫納米壓痕，納米劃痕和nanoimpact至750ºC

　　樣品和探頭被加熱，以保證恒溫接觸

　　低溫納米壓痕和納米劃痕到-30ºC

　　樣品和探頭被冷卻，以確保穩(wěn)定

　　與樣品和探針浸入在液體中

　　的液體的范圍，可以使用與納米壓痕和納米劃痕兼容。

　　在降低了氧/清除條件

　　在控制的濕度水平

　　應(yīng)用

　　該NanoTest是在***負(fù)盛名的實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)的***各地使用。集中于尖端研究，該儀器是用于表征和在一范圍的應(yīng)用，如使用的材料和涂層的優(yōu)化：

　　航天，

　　汽車

　　生物醫(yī)學(xué)

　　陶瓷

　　施工

　　眼鏡

　　金屬和合金

　　微電子/ MEMS

　　核

　　制藥

　　聚合物

　　半導(dǎo)體

　　耐磨涂層

　　納米沖擊測(cè)試，以評(píng)估韌性和PVD疲勞斷裂性涂布膜

　　納米抗沖擊和抗疲勞

　　納米沖擊試驗(yàn)是***適合于***應(yīng)變速率接觸測(cè)試。納米沖擊試驗(yàn)具有應(yīng)變率，通常是100至1000秒-1，它比0.0001至0.01秒的納米壓痕應(yīng)變率相當(dāng)***-1(圖1)。

　　

 

　　圖1. Nanoimpact傷害

　　***初，納米沖擊試驗(yàn)的目的是要檢查的涂層和薄膜的疲勞斷裂性和韌性。納米沖擊試驗(yàn)也可以模仿極加載重復(fù)接觸的場(chǎng)合。這包括評(píng)估***速加工工具航天材料難以切割，和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工作條件沖蝕磨損的性能。

　　在實(shí)驗(yàn)室研究的納米沖擊試驗(yàn)的成果，并在***度斷續(xù)接觸環(huán)境中工作的涂層系統(tǒng)的一致性之間存在很***的關(guān)聯(lián)度。反復(fù)的接觸是真實(shí)的撞擊事件。

　　探針不斷離開樣品的表面，并在同一位置上的每個(gè)時(shí)間的影響。在NanoTest華帝測(cè)試進(jìn)行納米影響是靈活，快速和簡(jiǎn)單。這是可能的納米沖擊能力購(gòu)買儀器，或者是影響模塊可用于現(xiàn)有文書。

　　下面是可以被監(jiān)視以調(diào)整測(cè)試和其持續(xù)時(shí)間的嚴(yán)重程度的參數(shù)：

　　測(cè)試頻率

　　周期Numbr

　　線圈力

　　加速距離

　　沖擊角

　　探頭幾何

　　在整個(gè)測(cè)試期間記錄的沖擊鉆探針的位置有助于控制損傷的進(jìn)展。立方體角金剛石壓頭經(jīng)常被使用，因?yàn)樗膸缀谓Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生***接觸應(yīng)變，這是很短的測(cè)試運(yùn)行中引起骨折是有用的。

　　周期性電磁致動(dòng)重復(fù)探針加速和創(chuàng)建測(cè)試材料的表面上產(chǎn)生影響之前，轉(zhuǎn)移到約10至15微米。在***近的一篇論文，多層PVD TiAlN涂層系統(tǒng)的性能被Bouzakis比較。涂覆工具的壽命可以通過這樣的系統(tǒng)增加。

　　納米沖擊試驗(yàn)被認(rèn)為是在優(yōu)化分層系統(tǒng)的有力工具。用于銑削淬硬鋼(切口的數(shù)目)的工具的壽命進(jìn)行了比較，***大沖擊深度。圖2顯示了一個(gè)廣泛的系統(tǒng)的耐沖擊性和切割性能之間的出色的相關(guān)性。

　　

 

　　圖2.切割性能和耐沖擊性的關(guān)系

　　根據(jù)Bouzakis，增強(qiáng)的性能是由于層阻礙裂紋的發(fā)展，如圖3證明。

　　

 

　　圖3.裂紋擴(kuò)展

　　在過去的研究，納米沖擊測(cè)試由Bouzakis用于分析壓力差的過程中涂覆的硬質(zhì)合金刀片的跟的ZrO微爆破過程的影響2。性能可能會(huì)干的微爆破涂層刀具提***。涂層的硬度增加通過在薄膜結(jié)構(gòu)中的誘導(dǎo)壓縮應(yīng)力。涂層的脆性也增加。從他們的分析數(shù)據(jù)(圖4和5)突出了PVD涂層膜和工具壽命的***大沖擊深度之間存在一個(gè)直接的逆相關(guān)，研磨該淬火鋼時(shí)，參照切口的數(shù)目。

　　

 

　　圖4.微爆破壓力(削減數(shù))

　　

 

　　圖5.微爆破壓力(***大深度)

　　壓力被檢測(cè)為一個(gè)重要的變量。在耐磨損性和耐沖擊性為0.2至0.4兆帕開關(guān)的精確插圖呈現(xiàn)。

　　納米沖擊并不局限于重復(fù)測(cè)試。一次撞擊納米沖擊試驗(yàn)是一個(gè)***應(yīng)變率壓痕試驗(yàn)。沖擊時(shí)數(shù)據(jù)的評(píng)估有助于確定材料的動(dòng)態(tài)硬度 - 在特定應(yīng)變速率有效硬度。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　快速，自動(dòng)測(cè)定SN曲線

　　周期失敗的精確識(shí)別

　　疲勞重復(fù)性***應(yīng)變的影響

　　當(dāng)堅(jiān)固是至關(guān)重要的，***自的硬度是不夠的納米壓痕技術(shù)的補(bǔ)充

　　屈服應(yīng)力，動(dòng)態(tài)硬度和加工硬化單影響