纳米压痕/划痕仪是一款微纳米力学综合测试系统，集纳米压痕、纳米划痕、微米压痕和微米划痕四个功能模块于一体。仪器采用模块化设计，可在同一设备下实现纳米尺度至大载荷微米尺度的压痕、划痕及摩擦磨损测试。通过仪器可获取硬度、弹性模量、蠕变信息、弹塑性、断裂韧度、应力-应变曲线、膜基结合力、划痕硬度、摩擦系数及磨损率等微观力学性能数据。
应用范围：
薄膜材料、涂层、复合材料硬度与弹性模量测试；
金属、陶瓷及玻璃表面微观力学性能评估；
纳米划痕和微米划痕耐磨损性能测试；
MEMS器件及微电子材料表面性能分析；
功能薄膜结合力和膜基界面粘附力研究；
工业与科研实验室材料开发与质量控制。
测试标准：
ISO 14577-1/2/3：金属及非金属材料纳米压痕硬度与弹性模量测试
ASTM E2546：微纳米压痕仪器校准
ISO 20502：纳米划痕测试
ISO 1518：涂层划痕测试
ASTM D7027、D1624、D7187、C171：涂层和塑料划痕测试
产品规格：
纳米压痕仪
最大载荷：80 mN/400 mN/1800 mN/4800 mN
最小载荷：0.1 mN
载荷分辨率：3 nN
压入深度：250μm/1 mm
位移分辨率：0.0003 nm
加载速率：0.04-12000 mN/min
纳米划痕仪
最大划痕力：80 mN/400 mN/1800 mN/4800 mN
划痕速度：0.05-600 mm/min
最大摩擦力：400 mN/1800 mN
微米压痕仪
最大载荷：40 N/200 N
最小载荷：2 mN/10 mN
深度分辨率：0.01 nm
压入深度：1 mm
微米划痕仪
最大载荷：40 N/200 N
最大划痕长度：50 mm
最大摩擦力：20 N/200 N
精密定位平台
XY范围：100 mm×50 mm
Z方向可用空间：150 mm
光学金相显微镜
放大倍率：5X,10X,20X,50X,1000X(总放大倍率400X~8000X)
原子力显微镜AFM
扫描范围：100μm×100μm×12μm
XY分辨率：0.1 nm
Z分辨率：0.02 nm
通用
热漂移：<0.05 nm/s（热漂逸补偿后<1nm）
位移精度：光栅尺定位精度≤250 nm
最大压痕深度：1 mm
最大摩擦力：400 N
电源：AC 220V/50Hz
产品特点：
模块化一体设计：同一仪器集成纳米与微米压痕、划痕及摩擦磨损测试功能。
国际标准兼容：压痕符合ISO14577与ASTM E2546;划痕符合ISO20502、ISO1518、ASTM D7027等标准。
高精度载荷系统：闭环压电驱动，实现载荷控制精准、稳定，远优于传统悬臂或开环系统。
纳米级位移控制：电容传感器实时监测深度，分辨率可达0.0003 nm，热漂移极小。
高精度定位平台：光栅尺配合高精度XY定位，保证实验重复性。
全景划痕成像：可实现纳米划痕全程光学成像，便于数据分析。
快速压痕与划痕映射：100个mapping点可在5~12分钟内完成。
专利技术加持：金刚石针面积函数校准专利技术，保证压痕和划痕测量精准可靠。
配件及耗材：
1、金刚石压痕针：1支【R形尖端，纳米及微米兼容】
2、金刚石划痕针：1支【用于纳米/微米划痕测试】
3、恒载砝码：若干【用于微米/大载荷模块校准】
4、样品固定夹具：1套【适配不同尺寸样品】
5、光学显微镜观察组件：1套【便于划痕成像】
6、原子力显微镜探针：1套【高分辨率表面扫描】
7、电源线：1套【AC 220V/50Hz】
8、安全罩：1个【实验操作防护】
9、软件安装盘：1套【数据分析】
10、工具及说明书：1套【安装与操作指导】
测试原理：
压痕测试：通过高精度电容传感器监测钢针或金刚石针压入样品表面时的载荷-深度关系，获取硬度、弹性模量及蠕变性能。
划痕测试：在可控负载下施加划痕，记录摩擦力、划痕深度和材料损伤特征，用于测定膜基结合力、划痕硬度及磨损率。
多尺度测试：模块化设计允许在纳米、微米及大载荷尺度下对同一样品进行全方位力学表征。
摩擦与磨损：通过测量划痕过程的摩擦力变化，评估材料的耐磨性能和摩擦系数。
操作说明：
确认样品尺寸及表面状态，安装在精密定位平台上。
选择测试模块(纳米/微米压痕或划痕)并安装对应探针。
设置载荷、位移、划痕速度及循环次数。
开启热漂逸补偿功能，确保纳米测试稳定性。
启动测试后，通过光学或AFM观察划痕/压痕形貌。
测试完成后，关闭仪器电源，拆卸样品及探针，记录实验数据。
注意避免环境震动及高湿度影响，以保证纳米级测量精度。
实验流程：
样品准备：清洁、平整，固定在定位平台。
模块选择与安装：纳米压痕/纳米划痕/微米压痕/微米划痕模块。
参数设置：载荷、位移、划痕长度、速度及循环次数。
热漂逸校准：启用热漂逸补偿，保证测量精度。
执行测试：运行压痕或划痕程序，实时记录数据。
成像与数据分析：使用光学显微镜或AFM成像，结合软件分析材料力学性能。
实验结束与数据保存：保存实验结果，清理样品及探针，维护仪器。