纳米压痕仪数据表阐明文档 美国 MTS 公司的 纳米压痕仪（nano indenter），类型 XP 三棱锥的玻氏压针（Berkovich tip） 棱面与中心线°，棱边与中心线°，底面边长与深度之比 7.5315 参阅书《微/纳米力学测验技能及其使用》，张泰华 编著 测验办法是 CSM（接连刚度）法。这种办法能够做出硬度和模量随压入深度接连变 化的曲线。 数据 Excel 表包含 3+N 个作业表：Results，Required Inputs，Inputs Editable Post Test， Test 00N、Test 00N-1。。。。Test 001（N 是打压痕的点数），见下图 1 红框符号。 图1 Results 作业表，见图 2： A 列：压几个点，test 中就有几个成果，下图中数据做了 9 个点；mean 是这 9 个点的均值。 B 列：红框内的数据，E Average Over Defined Range，意思是弹性模量在所取压入深度规模 内的均匀值。这列是弹性模量的数据，需求要点看。这个深度规模能够在后边数据处理中自 己界说，是取均匀值的压入深度规模。 C 列：蓝框内的数据。H Average Over Defined Range，意思是硬度在所取压入深度规模内的 均匀值。这列是硬度的数据，也是需求要点看。这个深度规模也能够后边数据处理中自己定 义，是取均匀值的压入深度规模。 终究将这 9 个点的硬度和模量数据再取均匀值，得到终究的硬度和弹性模量，即绿框内 的数据。 假如样品外表平坦度很好的话，得到的数据误差很小；假如样品外表不平坦，数据就会 很离散。 D 列：Modulus From Unload，是从卸载曲线核算的模量值。E 列：Hardness From Unload， 是从卸载曲线核算的硬度值。相当于静态法测验出来的硬度和弹性模量。能够作为参阅。 图2 Required Inputs 作业表是在测验之前输入的参数。 Inputs Editable Post Test 作业表图 3： F 列：Minimum Calculation Depth。 G 列：Maximum Calculation Depth。 这便是上面讲的，在核算每个点硬度和模量均匀值时所取的压入深度规模。在下图的数 据中，我取压入深度为 1000nm~1800nm 规模内对 1~9 个点的数据做了均匀。 图3 Test001 作业表是第一个点的一切数据。其它的相似。 B 列：Displacement Into Surface ，即压入深度。 C 列：load，所加的载荷 F、G 栏分别是硬度和模量值，能够随压入深度画出一条接连的曲线，这两组值是一边加载 一边核算 E 和 H 值。在这条曲线上设置一个深度规模，对硬度和弹性模量做均匀，成果写 到第一个 results 作业表中。假如觉得咱们获得规模不合理，能够在这个数据表中，自己重 新取深度规模做均匀。 一般取曲线的渠道区做均匀。 因为压头必定不是抱负的，新的压头也有 20nm 左右曲率半径，这就导致数据在深度为 0-20nm 左右的数据是无效的。因而取均匀值时，取值规模不能包含这段数据。 假如是块体资料，去掉前面非抱负压头曲率半径导致的无效数据之后，后边都是一个平 台区，都有用，能够做均匀。 假如是薄膜资料，原则上，只要 1/10 深度规模内的数据没有基底效应。因而，薄膜材 料，需求做压痕测验硬度和弹性模量，膜厚至少为 1000nm。取均匀值的深度规模既要确保 数据没有基底效应，又要尽量坚持所取的硬度和弹性模量的在这个深度规模是一个渠道区。 薄膜样品，数据有基底效应，测验者也能够自己依据基底对薄膜资料应力场的影响规模另行 取深度规模做均匀。