納米壓痕儀主要用于測量納米尺度的硬度與彈性模量,，可以用于研究或測試薄膜等納米材料的接觸剛度、蠕變,、彈性功,、塑性功、斷裂韌性,、應(yīng)力-應(yīng)變曲線,、疲勞、存儲模量及損耗模量等特性,。
可適用于有機或無機,、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析，包括PVD,、CVD,、PECVD薄膜，感光薄膜,，彩繪釉漆,，光學(xué)薄膜，微電子鍍膜,，保護性薄膜,，裝飾性薄膜等等?；w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料,，包括金屬、合金,、半導(dǎo)體,、玻璃、礦物和有機材料等,。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：
1,、半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬,、Bond Pads),；
2、存儲材料(磁盤的保護層,、磁盤基底上的磁性涂層,、CD的保護層),；
3、光學(xué)組件(*頭,、光纖,、光學(xué)刮擦保護層)；
4,、金屬蒸鍍層與防磨損涂層(TiN,、TiC、DLC切割工具),；
5,、藥理學(xué)(藥片,、植入材料,、生物組織)；
6,、工程學(xué)(油漆涂料,、橡膠、觸摸屏,、MEMS)等行業(yè),。
納米壓痕技術(shù)大體上有5種技術(shù)理論：
(1)、Oliver和Pharr方法：根據(jù)試驗所測得的載荷一位移曲線,，可以從卸載曲線的斜率求出彈性模量,，而硬度值則可由zui大加載載荷和壓痕的殘余變形面積求得。該方法的不足之處是采用傳統(tǒng)的硬度定義來進行材料的硬度和彈性模量計算,，沒有考慮納米尺度上的尺寸效應(yīng),。
(2)、應(yīng)變梯度理論：材料硬度H 依賴于壓頭壓人被測材料的深度h,，并且隨著壓人深度的減小而增大,，因此具有尺度效應(yīng)。該方法適用于具有塑性的晶體材料,。但該方法無法計算材料的彈性模量,。
(3)、Hainsworth方法：由于卸載過程通常被認(rèn)為是一個純彈性過程,，可以從卸載曲線求出材料彈性模量,，并且可以根據(jù)卸載后的壓痕殘余變形求出材料的硬度。該方法適用于超硬薄膜或各向異性材料,，因為它們的卸載曲線無法與現(xiàn)有的模型相吻合,。該方法的缺點是材料的塑性變形假設(shè)過于簡單，缺乏理論上支持,。
(4),、體積比重法 ：主要用來計算薄膜／基體組合體系的硬度,，但多局限于試驗研究方法，試驗的結(jié)果也難以排除基體對薄膜力學(xué)性能的影響,。
(5),、分子動力學(xué)模擬 ：該方法在原子尺度上考慮每個原子上所受到作用力、鍵合能以及晶體晶格常量,，并運用牛頓運動方程來模擬原子間的相互作用結(jié)果,，從而對納米尺度上的壓痕機理進行解釋。
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