[发明专利]一种纳米压痕测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种纳米压痕测量系统。

背景技术

目前，纳米压痕技术作为一种在纳米尺度进行力学表征的有效手段，已经被成功地运用于薄膜、超薄膜、纳米线/管等纳米材料的硬度、弹性模量的测量中，能够有效测量出薄膜、晶体及纳米线的力学参数。

在纳米压痕技术的应用中，尺寸较小的纳米颗粒尚未有测量方法。纳米颗粒由于尺寸极小，而纳米压痕仪器的针头也很小处于纳米级别，所以纳米压痕仪器的操作精准度需要达到纳米级别，才能保证针头能够准确压在纳米颗粒上，但目前纳米压痕仪压头的精准定位在纳米级别有一定的难度，这就导致了纳米颗粒力学参数难以准确测定，尤其是在使用晶体颗粒的场景中，只能通过测量宏观上晶块的纳米压痕得到晶体颗粒的参数，但晶体颗粒涉及到晶相、畴变、尺寸效应等问题，宏观上的测量结果与其纳米级尺寸的颗粒存在较大偏差，力学参数难以准确测定。

发明内容

本发明的实施例提供一种纳米压痕测量系统，能够在对实验仪器的精准度要求不高的情况下就可以提高纳米颗粒力学参数的测量准确率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

物料承载装置和压力控制装置，所述物料承载装置包括工作台和硅板组成的，所述压力控制装置包括平压头、滑动单元、控制单元、处理单元和显示单元；

所述硅板为平板，安装在所述工作台上，所述硅板上均匀分布凹槽；

所述平压头安装在所述滑动单元上，所述平压头的压力承受面正对所述硅板并与所述硅板平行；

所述控制单元与所述滑动单元连接，用于控制所述滑动单元滑动，所述平压头接触所述硅板上的纳米颗粒并压入指定深度；

所述显示单元，用于显示压得的纳米颗粒数目和状态；

所述处理单元，用于通过压得的纳米颗粒数目和状态，得到纳米颗粒的力学参数。

本发明实施例提供的纳米压痕测量系统，通过均匀分布在硅板上的凹槽实现了纳米颗粒的均匀分布，并通过平压头加压均匀分布的纳米颗粒，从而完成纳米压痕测量并得到纳米颗粒的力学参数。相对于现有技术中采用微小针头进行加压的方案，发明的采用的平压头尺寸较大，并且通过硅板上的凹槽固定了纳米颗粒以便于加压操作，使得测量过程对纳米压痕仪器精度要求不高，且基底硅片对纳米颗粒的测量参数影响甚微，从而解决了以及探针精准度的问题，在对实验仪器的精准度要求不高的情况下就可以提高纳米颗粒力学参数的测量准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的纳米压痕测量系统的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的纳米压痕测量系统的具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的硅板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的载荷-深度曲线图。

具体实施方式