纳米压痕仪｜安捷伦｜划痕和磨损测试|KLA｜iMicro｜压痕仪/划痕仪｜硬度和模量测量

 

 

KLA科磊安捷伦iMicro纳米压痕仪

iMicro纳米压痕仪可轻松测量硬质涂层、薄膜和小尺寸材料等。其准确、灵活，并且用户友好，可以提供压痕、硬度测试、划痕和纳米级*试验等多种纳米力学测试。作动器易于更换，能够提供大范围的动态载荷和位移，对于从软质聚合物到硬质金属/陶瓷等材料，均可以进行准确而可重复的测试。模块化的功能选项可以适配各种应用：材料力学特性图谱、频率相关特性测试、划痕和磨损测试以及高温测试。iMicro提供一整套的扩展功能选项，包括样品加热、连续刚度测量、NanoBlitz3D/4D材料力学性能成像、Gemini 2D作动器用于摩擦学和其它双轴力学测量。

iMicro 纳米压痕仪标配InForce 1000作动器，用于进行纳米压痕和*纳米力学试验，并可选配InForce 50作动器用于测试较软的材料。InView 软件包灵活、现代，让用户轻松进行纳米尺度测试。iMicro是一款紧凑型测试平台，其箱体中内置高速InQuest控制器和隔振框架。各种不同的材料和器件均可以进行测试，包括金属、陶瓷、复合材料、薄膜、涂层、聚合物、生物材料和凝胶等。

 

产品特色

InForce 1000作动器采用电容式位移传感和电磁力驱动，且压头易于更换

InForce 50作动器选件，提供*大50mN的法向力，可用于测量较软的材料；Gemini 2D作动器选件，可实现两个方向的动态测量独特的压头校准系统，集成在软件中，可实现快速、准确的压头校准

InQuest高速控制器电路，数据采集速率可达100kHz，时间常数*快为20µs

XY运动系统以及易于安装的磁性样品台

高刚度框架，且集成隔振功能

集成显微镜，数字变焦，可实现*的压痕定位

符合ISO 14577等标准的测试方法

InView软件包，包含RunTest、ReviewData、InFocus、InView University在线培训和InView移动应用程序

 

产品应用

硬度和模量测量（基于Oliver-Pharr模型）

快速材料力学性能成像

ISO 14577 硬度测试

聚合物损耗因子、储存模量和损耗模量

定量的划痕和磨损测试

高温纳米压痕测试

 

适用行业

大学、科研实验室和研究所

半导体与封装产业

PVD/CVD 硬质涂层（DLC、TiN）

MEMS：微机电系统/*纳米力学试验

陶瓷与玻璃

金属与合金

制药

涂层 涂料

复合材料

电池与储能

汽车与航空航天

 

硬度和模量测量（基于 Oliver-Pharr 模型）

力学性能表征在薄膜的制造和工艺控制中至关重要，其中包括汽车工业中的涂层质量控制，以及半导体制造中前段和后段的工艺控制。

 

iMicro纳米压痕仪能够测量从超软凝胶到硬质涂层的各种材料的硬度和模量。高效地评估材料性能，保证了在生产线上进行有效的质量管控。

 

快速材料力学性能成像

对于包括复合材料在内的许多材料而言，不同区域之间的力学性能可能存在很大差异。iMicro的样品台在X轴和Y轴方向上能够分别移动100mm，且其在Z轴方向上能够移动25mm，因此可以测试尺寸大且高度不同的样品。使用NanoBlitz功能选项进行材料表面和断层力学性能成像，可以快速获得各种被测力学性能的彩色分布图。

 

ISO 14577 硬度测试

iMicro 纳米压痕仪内置预先编写的 ISO 14577 测试方法，其依据 ISO 14577 标准测量材料硬度。该测试方法可以自动测量并输出杨氏模量、纳米压痕硬度、维氏硬度和归一化压痕功。

 

聚合物损耗因子、储存模量和损耗模量

iMicro 纳米压痕仪能够测量超软材料（包括粘弹性聚合物）的损耗因子、储存模量和损耗模量。储存模量、损耗模量和损耗因子是粘弹性聚合物的重要性能，因为作用到此类材料上的能量以弹性能的形式储存或以热量的形式耗散。上述指标即用于衡量材料中的能量储存和耗散情况。

 

定量的划痕和磨损测试

iMicro 可以对多种材料进行划痕和磨损测试。涂层和薄膜要经受多种工艺流程，例如化学机械抛光(CMP)和引线键合，这会考验这些薄膜的强度及其与衬底的附着力。对这些材料来说，重要的是在这些流程中抵抗塑性形变，并保持完好而不从衬底上剥离。理想情况下，电介质材料应具有较高的硬度和弹性模量，这将有助于其在经历制造流程时有效抵抗外界影响。

 

高温纳米压痕测试

高温纳米压痕对于表征热应力作用下的材料性能至关重要，在定量研究热机械加工过程中的失效机理时更是如此。在不同温度下进行力学测试，不仅可以研究材料受热时的性能变化，还可以量化研究材料的塑性转变，这在纳米尺度上并非易事。

 

硬质涂层

通常，厚度<5µm的硬质涂层用于表面保护、提高耐磨性、摩擦/润滑、提高耐温性和生物相容性。iMicro系统可以*地执行ISO标准化的纳米压痕测试，并在不受基片影响的情况下测量涂层的弹性模量和硬度。 iMicro 纳米压痕仪还能测量划痕硬度和耐磨性。 在涂层表面高度粗糙的情况下，NanoBlitz 3D选项可用于对材料特性进行快速的定量评估。

 

半导体晶圆

半导体制造商通常致力于生产高质量的薄膜，而薄膜柔韧性较差将导致开裂和剥离。基底和外延层中未检测到的缺陷，也可能导致长期隐患和裂纹延展，造成器件失效。KLA纳米压痕仪能够测量超薄膜的弹性模量和硬度，及断裂韧性和开裂阈值，且不受基底的影响。将纳米力学性能与工艺参数建立关联，对于*大化半导体器件产能至关重要。

 

陶瓷与玻璃

陶瓷和玻璃因其独特的光学、力学和电学特性，而成为许多应用中使用的重要材料。陶瓷与玻璃的传统力学测试（例如，四点弯曲测试）可能既耗时又昂贵。iMicro可以快速表征少量材料的弹性模量和硬度。划痕测试功能也非常适合定量评估光学涂层的耐划伤性。

 

金属与合金

金属与合金在许多行业中发挥着重要作用，例如汽车、航空航天、医疗和半导体。金属与合金的传统力学测试（例如，拉伸测试）可能既耗时又昂贵。iMicro允许快速表征少量材料。它还让用户可以表征弹性模量、硬度和抗蠕变性，以及这些特性随空间位置变化的梯度。

 

电池与储能

电池材料的力学性能与电池的稳定性、充电容量和续航时间密切相关。iMicro纳米压痕仪非常适合测试各种电池材料，从软质锂金属到硬质陶瓷基片。 iMicro提供面向多种环境的先进测量解决方案，其中包括干燥室和手套箱。

 

研发

KLA纳米压痕仪的设计，不仅面向要求严苛的研发应用所需的精度和准确度，而且还面向灵活的科学仪器。无论是测量新型材料的力学性能、检测金属的形变机理，还是分析随温度变化的应变速率敏感因子，iMicro都提供了纳米压痕测量能力，以实现先进的研究和加速开发进程。

 

制药、食品和个人护理

药品、食品和个人护理产品的力学性能与客户满意度和体验密切相关。材料的弹性模量或刚度可能与质地和触感有关。药物糖衣的力学性能对于准时释放药性也至关重要。iMicro纳米压痕仪提供的定量信息，补充了定性的客户反馈信息。

 

汽车与航空航天

KLA的纳米压痕仪可以在不同温度下对材料进行表征，这对于汽车和航空航天应用而言是一项关键功能。强度、刚度和与时间相关的力学性能都可以使用iMicro的纳米压痕技术进行测量。

 

纳米级通用测试

iMicro纳米压痕仪系统能够测量纳米级的机械变形和其他纳米力学特性。iMicro功能丰富，包括纳米压痕、压缩、拉伸、蠕变、应力松弛和疲劳的测量等。此外还支持标准和自定义试验方法。KLA纳米压痕仪团队的专职科学家还可提供咨询和实验设计。