納米力學測試儀 iNano

靈活易用的力學測試可廣泛用于各種材料和應用

iNano專為壓痕、硬度、劃痕測試和多元化納米級測試等納米級力學測試設計。iNano能夠測試包括軟質高聚物到硬質涂層和薄膜等在內的各種材料。模塊化系統選項可以完成各種不同應用：特定頻率測試、定量劃痕和磨損測試、集成探針成像、高溫測試和自定義方法編程等。

除了能夠推進高校科研之外，iNano還可以為以下材料和行業進行納米壓痕測試和抗蠕變性測量：

主要功能

• 度模塊化設計, 既具有寬泛的測試功能，又可提供高通量的自動化測試功能，并配有統計數據分析包，適用于納米力學性能測量、掃描探針顯微成像、高溫測量和IV電壓電流特性測試實時高效的實驗控制，簡單易用的測試流程開發和測試參數設置

• 標準的InForce 50電磁驅動器

• 集成高速控制器電子設備完成告訴數據采集高達100kHz，捕獲材料瞬間的響應，例如鋸齒流變和斷裂現象。儀器使用工業界最短的時間常數20μs，精準捕捉材料瞬間的真實響應

• 集成了噪音隔離功能的高剛度框架，可確保對各種材料進行準確測量

• 數碼變焦的高分辨光學顯微鏡，精確定位樣本

• 納米壓痕專家在線講授專業納米壓痕課程，以及移動應用程序能夠提供測試方法的實時更新

功能與選項概覽

KLA 核心技術

iNano 采用電磁驅動轉換器提供動力，電磁驅動加載模塊技術因其眾多的優勢被廣泛的應用在KLA的壓痕設備中,輕松實現載荷和位移的寬動態范圍的控制,提供納米級的力學測試功能, 實現高精度觀察與定位測試樣本,以及樣品高度的簡易調節。在其標準配置中，iNano采用了InForce 50驅動器，并提供模塊化控制器以便用戶按需要增加功能。iNano設備提供掃描探針成像功能、劃痕及磨損測試功能、高溫納米力學測試功能、連續剛度測試(CSM) 和高速3D及4D力學圖譜等模塊化升級選件。該系統兼容ISO14577國際標準。

iNano 采用高階的InView™測試控制和數據采集軟件,包含用于簡化測試設置的帶屏幕控制的InviewRunTest，可在測試期間或之后進行數據分析的 InView ReviewData，和生成各種綜合性測試報告的 InFocus 軟件。

連續剛度測量（CSM）

• 壓入循環期間測量剛度和其他材料特性
  

KLA的連續剛度測量技術能夠輕松評估材料在應變速率或蠕變效應影響下的動態力學性能。CSM技術在壓入過程中保持探針以納米級的振幅持續振動，從而獲得硬度、模量等力學性能隨深度、載荷、時間或頻率的變化而變化的特性。該選項提供學術界與工業界的恒應變速率測試方法，用以測量隨深度或載荷變化的硬度和模量。CSM還可用于其他高級測量選項，其中包括用于存儲和損耗模量測量的ProbeDMA™方法以及AccuFilm™消除基底效應的薄測量等。連續剛度測量技術在InQuest控制器和InView軟件中集成，可以方便使用并保證數據的可靠性。

                使用 CSM 選項測量隨壓入深度而變化的彈性模量

AccuFilm™ 薄膜方法

• 通過校正襯底對測量的影響對超薄膜進行表征
  

基于連續剛度測量技術(CSM)并結合Hay-Crawford模型的新一代AccuFilm™薄膜測試選件可測量附著于襯底的膜層材料，使用AccuFilm超薄膜方法是基于KLA科學家發明的的新一代超薄膜的測試技術，實驗設置操作簡單，對于軟襯底上的硬質膜以及硬襯底上的軟質膜，AccuFilm都可以校正襯底在膜測量中所帶來的影響。

使用 AccuFiLm 薄膜法，基底影響模量和純薄膜模量作為歸一化壓痕深度的函數

NanoBlitz 3D 快速力學性能分布

• 快速定量地測量表面力學性能分布

• 測量粗糙表面和/或異質材料

• 通過增加觀察次數給出具有統計意義的結果

NanoBlitz 3D 采用新一代快速納米壓痕測試技術，實現每個壓痕測試時間小于1秒。單次試驗壓痕個數為100000（300X300矩陣），可在用戶的恒定加載力下，提供材料彈性模量，硬度和接觸剛度的三維圖譜。快速且大量的測試點極大的提高了統計的準確性，同時可以直接對不同相或不同特性區域進行力學均值、分布和面積占比的統計。NanoBlitz 3D功能為用戶提供數據可視化和強大的統計數據分析處理功能。

使用 NanoBlitz 3D 選項繪制 WC-CO 復合材料的硬度分布圖和統計直方圖

NanoBlitz4D 力學性能斷層掃描

• 基于連續剛度測量(CSM) 技術的力學性能斷層掃描

NanoBlitz 4D力學譜圖利用InForce 50或InForce 1000驅動器和Berkovich壓頭為低E/H值和高模量(> 3GPa) 材料生成納米力學性質的4D圖。NanoBlitz4D以每個壓痕5秒的速度完成多達10,000個壓痕（30×30陣列），并為陣列中的每個壓痕測量隨深度而變化的楊氏模量(E)、硬度(H)和剛度(S)數值。NanoBlitz 4D采用恒應變速率方法，為用戶提供數據可視化和強大的統計數據分析處理功能。

使用 NanoBlitz 4D 選項針對多層薄膜繪制兩個不同壓入深度的彈性和塑性分布圖

ProbeDMA™ 高聚物測試

聚合物測試包中配置了圓底平頭探針、粘彈性測試標樣和粘彈特性的測試方法，該測試選件基于連續剛度測量技術，可在不同頻率條件下對材料進行高效可靠測量，得到儲存模量和損耗模量與頻率的變化關系。該測量技術對納米量級的聚合物及聚合物薄膜的力學表征至關重要，優于傳統DMA測試設備。

使用圓底平頭探針測試一系列標準高聚物樣品的儲能模量

劃痕和磨損測試方法

• 壓頭通過樣品表面時對其施加恒定或漸增的載荷

iNano系統可以對多種材料進行劃痕和磨損測試。在涂層和薄膜經過化學機械拋光(CMP) 和引線鍵合等的多種工藝處理的時候，其強度及其對基材的附著力會備受考驗。在加工工藝中，材料是否能抵抗塑性變形并保持完整而不從襯底上起泡非常重要。理想情況下，介電材料具有高硬度和高彈性模量，因為這些參數有助于了解材料在制造工藝中的性能變化。

劃痕測試的定量分析

300°C 樣品加熱

• 允許將樣品放入一個腔室中，以便在測試期間對其均勻加熱
  

300°C 的樣品加熱選項允許將樣品放置在一個腔室內進行均勻加熱，同時接受測試。

iNano 樣品加熱選項用于表征高溫下的機械性能。

國際標準化的納米壓痕測試

iNano包括預先內置的ISO 14577測試方法，可根據ISO 14577 標準測量材料硬度。該測試方法可以自動測量并輸出楊氏模量、儀表硬度、維氏硬度和歸一化壓痕功。

按照 ISO14577 標準在一系列標準樣品上所測得的硬度值

iNano 的其他升級選項

遠程視頻觀看 :  遠程視頻選項包括已安裝的網絡攝像頭，便于在測試之前和期間查看樣品。兩個觀察角度分布為樣品設置視圖和原位測試視圖，可分別觀察樣品和納米壓頭。

DataBurst 模式 :  DataBurst 模式在高達 100kHz 的速度下觸發超級數據采集，捕獲材料瞬間響應，例如鋸齒流變和斷裂現象；允許在真正的步進荷載下測量高應變率材料的力學性能；儀器使用工業界最短的時間常數，幫助客戶精準捕捉材料瞬間的真實響應。

InView 開放式軟件編寫平臺 :  InView 采用開放式軟件編寫平臺，以幫助客戶在測試過程中實現加載，測量和計算的控制。用于設計新穎或復雜的實驗。開放式軟件編寫平臺給予客戶極大的靈活性：幫助客戶輕易采集原始測試數據到和最終分析結果的全面使用；客戶可以瀏覽，編輯計算公式，自定義參數，實現個性化試驗設計；用戶可以自由設計和改變試驗參數和試驗過程，為探索新的試驗測試提供可能。

TrueTestI-V 電學測試 :  True Test I-V 選項允許用戶向樣品施加特定電壓并測量壓頭的電流，以表征納米力學測量過程中電學特性的局部變化。

帶有模塊化機架的主動振動隔離:在 iNano 的內置被動隔振的基礎上增加主動隔振，為超薄薄膜上高難度的納米力學測量提供了的穩定性和精確度。主動隔振系統減少了所有六個自由度的振動，無需進行調整。

生物軟材料測試選項臺 :  生物材料測試方法利用核心技術連續剛度測試 CSM 表征模量在 1kPa 左右的生物軟材料;包含一個平底壓頭和測量軟材料儲存損耗模量的測試方法。

壓頭探針和校準樣品 :  InForce 50、InForce 1000 和 Gemini 驅動器的可互換壓頭包括 Berkovich、立體角、維氏，以及平底和球體壓頭。