納米壓痕又稱(chēng)微壓入法，主要用于測(cè)量硬質(zhì)膜和耐磨薄鍍層的硬度。納米壓痕技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種硬度測(cè)試新方法。納米壓痕技術(shù)除開(kāi)硬度值外，還可以得到如彈性模量、屈服強(qiáng)度、塑性形變阻力等力學(xué)性能數(shù)據(jù)。
納米壓痕技術(shù)主要用于測(cè)量硬質(zhì)膜層和極薄的表面強(qiáng)化層等復(fù)合材料在不用分離薄膜與基體材料的情況下直接測(cè)得薄膜材料的硬度、彈性模量等數(shù)據(jù)。納米壓痕技術(shù)的應(yīng)用在微電子科學(xué)、表面噴涂、磁記錄以及薄膜材料加工等相關(guān)的材料科學(xué)領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
硬度H主要由塑性形變決定，可以代表塑性形變抗力，這與傳統(tǒng)硬度測(cè)量相同。大壓入量hmax應(yīng)小于膜層厚度的1/10，以便盡量減小基體影響。應(yīng)注意區(qū)分微壓入法與傳統(tǒng)硬度的區(qū)別．對(duì)于以塑性變形起主要作用的過(guò)程，兩種定義給出類(lèi)似的結(jié)果。但是以彈性變形為主的接觸過(guò)程，兩種定義將給出*不同的硬度。因?yàn)橐约儚椥越佑|為主的過(guò)程，其卸載后，剩余接觸面積非常小，按傳統(tǒng)定義將導(dǎo)致硬度無(wú)窮大。
為了從載荷一位移數(shù)據(jù)計(jì)算出硬度和彈性模量，必須準(zhǔn)確地知道彈性接觸韌度和接觸面積，納米壓痕與傳統(tǒng)硬度測(cè)試的根本區(qū)別就是納米壓痕非常小，壓入深度非常淺，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式推算出接觸面積，而傳統(tǒng)方法是在卸除載荷后測(cè)量壓痕參數(shù)獲得。
目前，被廣泛用來(lái)確定接觸面積的方法被稱(chēng)為Oliver-Pharr方法，該方法是通過(guò)將卸載曲線頂部的載荷與位移關(guān)系，擬合為一指數(shù)關(guān)系公式，并通過(guò)高精密儀器來(lái)完成所有的測(cè)試并通過(guò)計(jì)算機(jī)得知測(cè)試結(jié)果。