[发明专利]一种纳米压痕测量系统

权利要求书

1.一种纳米压痕测量系统，其特征在于，包括：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。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硅板上的凹槽为圆锥形， 凹槽的上边缘直径为500nm，一个凹槽与另一个凹槽相距至少1μm；

所述平压头的压力承受面为20μm*20μm的正方形；

所述纳米颗粒为BaTi03颗粒。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于： 控制所述滑动单元执行压入过程，并压入指定深度200nm；

所述压入过程包括：所述滑动单元加载最大载荷，使所述平压头接触所述 硅板上的纳米颗粒，并卸载最大载荷的90％；重新加载到最大载荷，并维持最大 载荷第一指定时间；再次卸载最大载荷的90％，并维持当前载荷第二指定时间； 卸载全部载荷。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于根 据H=PA,Er=π2βSA,1Er=1-v2E+1-vi2Ei,]]>计算得到纳米颗粒的力学参数，所述 力学参数包括纳米颗粒的长度H和弹性模量E；

其中，P表示在任意压痕深度的实时载荷，A表示在P作用下接触表面的 投影面积，Er所述平压头和试样的弹性形变，β表示所述平压头的形状常数， v表示纳米颗粒的泊松比，Ei、v_i分别表示所述平压头的弹性模量和泊松比。