ZwickRoell 纳米压痕试验机 ZHN

产品概述

ZHN纳米压痕试验机具备常规硬度计难以企及的试验力和位移分辨率，从而保证了能够针对薄表层或微小面积的综合机械特性进行测试。这包括测量压痕硬度、压痕模量和马氏硬度（符合ISO 14577标准，仪器化压痕硬度测量）。

一个提供多功能和灵活性的测试概念

ZHN万能纳米试验机使用了ASMEC公司的久经考验的纳米硬度计技术。在第一次的研发中，两个测量压头被放置于轴向（纳米硬度计原理）和横向（划痕试验机原理）方向中，在纳米分辨率尺度上完全相互独立。于是第一次能测得横向试验力-行程曲线，可能获取与过去相比更多的材料参数（参见典型应用）。包括试样的横向刚度和纯弹性横向变形数据。

双立柱机架以其单主螺杆和精确的导向为特点，保证了更坚固的机架设计，同时压头轴向与上下移动方向完全一致，无倾斜力矩和正弦误差。设备刚度高于106 N/m，无需修正并大大简化了对测试区域的校正流程。

不同于其它生产商的仪器，两个测量压头都能进行拉伸和压缩测试，叠加振幅使硬度测试升级成周期疲劳测试。

应用

软质材料（聚合物）和硬质材料（金刚石类型图层）的图层研发

测定裂纹或塑料变形的临界应力

工具的硬质材料图层、防划痕保护

玻璃的保护图层

涂料及溶胶-凝胶图层

在横截面上自动测量位于一条线上的压痕硬度

传感器和MEMS/NEMS的纳米图层

生物材料

合金的基体效应（绘图-面扫功能）

陶瓷材料和复合材料

离子注入表面

微电子的损伤分析

ZHN的安全性考虑

科学应用日新月异。出于安全性考虑，ZHN采用单一平台，因而既灵活又可靠。

在所有现有的纳米压痕试验机中，ZHN在整个纳米和微米范围(106)内具有最高的信噪比（轴向和横向）。

使用20 N的测量压头，除了可在宏观范围内进行仪器化压痕试验，还可进行经典维氏硬度试验和疲劳试验。

ZHN独有的特点是实实在在的力和位移控制。测量压头具有较高的横向刚度，非常容易更换压头，而且标定或测量精度不受影响。

横向试验力单元(LFU)非常适合于划痕、磨损和多轴试验：即使是在较大的试验力下，横向力-位移曲线也可以采用nm分辨率测量。

测试实验室的最佳工作流程

整个试验系统基于工作流程，且满足测试实验室的要求。

由于工作流程较直观，因而操作简单

InspectorX中的计时器功能允许在安静时间测量

ZHN节省时间：独特的映射功能在一次运行中完成地形、摩擦系数和压痕深度的测量

罩用于降低环境对测试结果的影响

主动隔振装置和特殊支撑台用于耦合外部干扰源

替代测量压头可安全存放

灵活的模块化设计

ZHN试验系统的灵活性体现在广泛的应用、模块化以及能够进行后续调整方面。

配有两台摄像机的独特串联光学设备可以扩展为包含光学评估装置（例如WLI或AFM）。这些完全集成到试验系统中。

坚固的设计可以集成各种压头和试样夹具。

更换压头非常容易。

InspectorX是一款具有清晰的结构化设计和应用模块的现代化软件。

符合DIN EN ISO 14577标准的硬度和杨氏模量试验

测量通常使用带载荷控制的玻氏压头进行。能够快速地执行测量，例如10s载荷、5s保载时间和4s载荷卸载。

可测量值：

压痕硬度HIT（以HV转换）

马氏硬度HM或HMs

压痕模量EIT（弹性模量）

压痕蠕变CIT或松弛RIT

弹性变形分量与压痕能量比nIT

总共可测定60多个值。

技术概览

模块化组件，包括

带中心滚珠丝杆驱动、精密导向和花岗岩底座的双柱试验机机架

电动中心滚珠丝杆驱动和可编程的电动X-Y轴载物台

作为PCI-E插槽卡的三轴步进电机控制

配有2台摄像机和LED入射光（绿色LED）的串联显微镜

试验机和测量压头的控制电子系统

最大试验力20 N的可互换测量压头

Inspector X控制和评估软件

用于自动聚焦的SW模块

用于概览图像的SW模块，概览图像由视野深度较大的单个图像组成