三菱錐壓頭,也稱玻氏(Berkovich)壓頭,是納米壓痕技術(shù)中廣泛使用的*種壓頭,呈三菱錐形狀。
通過壓頭對材料表面加載,然后測出壓痕區(qū)域,以此來評價材料機(jī)械性能的技術(shù),我們稱之為壓痕技術(shù)。傳統(tǒng)的壓痕方法是采用*定形狀的壓頭在*定壓力的作用下壓入被測樣品,保持*段時間后卸載,然后用標(biāo)尺或顯微鏡測出壓頭在材料表面留下的壓痕半徑或?qū)蔷€長度,以此計算材料力學(xué)性能參數(shù)值,如硬度。這種測量方法直接、簡單,但是分辨率較低,即使采用透射電子顯微鏡等高精度儀器也只能測得壓深不小于10um情況下的硬度。而且此方法壓痕尺度較大,不適于測試膜厚較小(<2 um )的薄膜材料的性能。
另外,此方法是先加載,后離線測量,這樣得到的僅為材料的塑性性能。隨著現(xiàn)代微電子材料科學(xué)的發(fā)展,試樣尺寸越來越小型化,傳統(tǒng)的壓痕測試技術(shù)已經(jīng)無法滿足新材料的需要。此外,材料科學(xué)家們不僅要了解材料的塑性性質(zhì),而且需要掌握材料的彈性性質(zhì)。
納米壓痕技術(shù)又稱深度敏感壓痕技術(shù),它是通過計算機(jī)控制載荷連續(xù)變化,并在線監(jiān)測壓深量,由于施加的是超低載荷,加上監(jiān)測傳感器具有優(yōu)于Inm的位移分辨率,所以可以獲得小到納米級(O.1nm~100nm)的壓深,適用于超薄層材料性能的測試。