纳米力学测试

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纳米尺度下耐磨性的测量

概述

扫描磨损测试是一项能够在纳米尺度上研究涂层和薄膜耐磨性的功能。该功能是所有Hysitron TS系列和TI系列仪器的标准功能,为纳米压痕还有抓挠。

计算机硬盘上类金刚石(DLC)涂层的扫描磨损试验,载荷分别为15μN、30μN和45μN以及1次、5次和10次。

ScanningWear的工作原理

磨损模式是通过使用用户预定义的给定力对样品进行光栅扫描来创建的。一次扫描可包括一次测试内同一区域的单次扫描或多次扫描。

通过施加已知力并选择施加该力的通过次数,可在试验后使用原位成像技术测量磨损扫描期间去除的材料量。

ScanningWear能够在不同载荷下进行磨损,并在一个样品上进行多个磨损试验,如图1所示。该实验涉及在硬盘驱动器的DLC薄膜涂层上增加负载和通过次数时进行的几个单独磨损测试。每次磨损试验中去除的材料量使用原位成像测量(见图2)。

原位SPM成像提供的精确定位还可以实现表面的纳米加工和纳米图案,如图3所示。在本研究中,在氧化镧中对两种磨损模式进行了纳米加工。一个图案由5μm x 5μm正方形组成,另一个图案由1.25μm x 5μm矩形组成。将图案放置在相距不到1μm的位置,去除氧化层以选择性地露出基板。

作为磨损力和DLC涂层通过次数的函数测量的磨损量