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低温微纳米压痕测试仪

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长春因赛图针对低温微纳米压痕测试技术研究现状和存在问题,结合现有纳米压痕测试基本理论、精密驱动技术、精密检测技术与低温制冷手段,开发生产商业化低温微纳米压痕测试仪,如图1所示。低温微纳米压痕测试曲线如图2所示。

 

  

  (a) 商业化低温微纳米压痕测试仪                                              (b) 商业化低温微纳米压痕测试仪实物图
图1:低温微纳米压痕测试仪 

 

特点及优势:

   国际首台商业化低温(达到100K)微纳米压痕测试仪
   精度水平符合ISO14577国际标准
   结构紧凑的低温压痕测试仪适用于传统压痕测试以及低温测试
   压电致动器作为压痕测试的精密驱动加载,可大行程压痕驱动
   配备控制主机,专用检测控制系统与配套分析处理软件
   软件功能强大,包括实时显示测试过程中位移和载荷信号变化,从中提取信号波动大小、显示生成实验曲线等
   可测量压入载荷-压入深度曲线、材料硬度、弹性模量、断裂韧性等基本参量
   真空腔可选,配备真空腔可以防止测试中样品的低温雾化和结冰

 

先进的设计:

  采用压电致动器的载荷装置,从而保证测量的精确度
  压痕测试模块具有很好的重复性和良好的测试精度
  温度加载范围大,可实现100K到室温的变温加载
  温度控制精度高,试件温度波动可控制在5mK以内,大幅提高低温压痕准确性
  设备开放性高,后续可集成更多模块
  真空设计,有效防止试件表面结冰影响

 

技术指标:

  力载荷量程:10N
  力分辨率:0.3mN  
    位移量程:50μm(精调)、1mm(粗调)
  位移分辨率:1nm
  低温温控范围:-173℃ ~ 0℃
  位移测量方式:电容位移传感器
  压头总的位移范围:≥20mm
  位移波动:<2nm
  加载模式:压电驱动
  载荷波动:<0.6mN
  样品尺寸:毫米级

 

测试数据:

(a)熔融石英低温微纳米压痕测试曲线                       (b)单晶硅低温压痕试验曲线

 

 

图2:低温微纳米压痕测试曲线


       图3(a)是利用DWYH型低温微纳米压痕测试仪对熔融石英开展了压痕响应的测试研究,结果发现:随着温度的降低,试验测得的熔融石英的弹性模量值和硬度值均有减小的趋势。
      图3(b)是利用DWYH型低温微纳米压痕测试仪对单晶硅开展了压痕响应的测试研究,结果发现:随着温度的降低其最大压入深度减小,刚度增加,硬度无明显变化。

 

 

2018年3月1日 08:00
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