美国/全球：+1-949-461-9292
欧洲。+39-011-3052-794
zh_CN ZH
zh_CN ZH en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT ja JA pt_BR PT tr_TR TR ko_KR KO pl_PL PL ar AR
联系我们

类别。实验室检测

 

世界领先的微米力学测试仪

现在是世界领先的

微型机械测试

编写者

PIERRE LEROUX & DUANJIE LI, PhD

简介

标准维氏显微硬度计的可用载荷范围为10至2000克力（gf）。标准维氏宏观硬度计的载荷范围为1至50Kgf。这些仪器不仅在载荷范围上非常有限，而且在处理较粗糙的表面或低载荷时也不准确，因为压痕太小，无法用肉眼测量。这些限制是旧技术所固有的，因此，由于仪器压痕所带来的更高的准确性和性能，它正成为标准选择。

与 NANOVEA世界领先的微型机械测试系统，维氏硬度是根据深度与载荷数据自动计算出来的，在单个模块上的载荷范围是迄今为止最宽的（0.3克到2公斤或6克到40公斤）。由于它是通过深度与载荷曲线来测量硬度，NANOVEA微模块可以测量任何类型的材料，包括非常有弹性的材料。它不仅可以提供维氏硬度，还可以提供精确的弹性模量和蠕变数据，此外还可以提供其他类型的测试，如划痕附着力测试、磨损、疲劳测试、屈服强度和断裂韧性，以获得完整的质量控制数据。

现在是世界领先的微型机械测试

在本应用说明中，将解释Micro Module如何被设计为提供世界领先的仪器压痕和划痕测试。Micro Module的宽范围测试能力是许多应用的理想选择。例如，载荷范围允许对薄的硬涂层进行准确的硬度和弹性模量测量，然后可以应用更高的载荷来测量这些相同涂层的附着力。

测量目标

微型模块的容量是通过以下方式展示的 NANOVEA CB500 机械测试仪 经过
使用从0.03到200N的宽负荷范围，以卓越的精度和可靠性进行压痕和划痕测试。

NANOVEA

CB500

了解更多

测试条件

一系列（3×4，共12个压痕）的微压痕是用维氏压头在一个标准的钢铁样品上进行的。测量并记录了整个压痕测试周期的载荷和深度。在不同的最大负载下进行压痕，范围从0.03N到200N（0.0031到20.4kgf），以展示微型模块在不同负载下进行精确压痕测试的能力。值得注意的是，还可以选择20N的称重传感器，为从0.3gf到2kgf的低负载范围内的测试提供10倍的分辨率。

使用微型模块进行了两次划痕测试，载荷分别从0.01N到200N和从0.01N到0.5N线性增加，使用尖端半径为500μm和20μm的圆锥型金刚石测针。

二十 显微压痕 在4N的条件下对钢的标准样品进行了测试，展示了微模块结果的卓越可重复性，与传统的维氏硬度计的性能形成鲜明对比。

*在钢样上用微探针测量

测试参数

的缩进映射

绘制地图。 3 BY 4 INDENTS

结果和讨论

新的微型模块有一个独特的组合，即Z型电机、高力负荷传感器和一个高精度电容式深度传感器。对独立的深度和负载传感器的独特利用确保了在所有条件下的高精确度。

传统的维氏硬度测试使用以钻石为基础的金字塔压头，形成方形压痕。通过测量对角线的平均长度d，可以计算出维氏硬度。

相比较而言，美国国家航空航天局所使用的仪器压痕技术 NANOVEA微模块直接测量压痕载荷和位移测量的机械性能。不需要对压痕进行视觉观察。这消除了用户或计算机在确定压痕的d值时的图像处理误差。高精度的电容式深度传感器具有0.3纳米的极低噪音水平，可以准确测量传统维氏硬度计难以或无法在显微镜下目测的压痕深度。

此外，竞争者使用的悬臂技术通过弹簧在悬臂梁上施加法向载荷，而这一载荷反过来又作用于压头。这样的设计在施加高负荷时有一个缺陷--悬臂梁不能提供足够的结构刚度，导致悬臂梁的变形，进而导致压头的错位。相比之下，微型模块通过作用在称重传感器上的Z型电机施加法向载荷，然后由压头直接施加载荷。所有的元素都是垂直排列的，以达到最大的刚度，确保在整个负载范围内可重复和准确的压痕和划痕测量。

新的微型模块的特写视图

压痕从0.03到200 n

压痕图的图像显示在图1中。10N以上的两个相邻压痕之间的距离是0.5毫米，而在较低的载荷下的距离是0.25毫米。样品台的高精度位置控制使用户可以选择目标位置进行机械性能测绘。由于微型模块的部件垂直排列而具有出色的刚度，维氏压头在高达200N（可选400N）的载荷下穿入钢样时保持完美的垂直方向。这在不同的载荷下，在样品表面形成了对称的方形印象。

如图2所示，显微镜下不同载荷下的单个压痕与两个划痕一起显示，以展示新的微型模块在广泛的载荷范围内以高精度进行压痕和划痕测试的能力。如正常载荷与划痕长度图所示，当圆锥球形金刚石测针在钢样表面滑动时，正常载荷呈线性增长。它创造了一个平滑的直线划痕，宽度和深度逐渐增加。

图1: 缩进图

使用微型模块进行了两次划痕测试，载荷分别从0.01N到200N和从0.01N到0.5N线性增加，使用尖端半径为500μm和20μm的圆锥型金刚石测针。

在4N的条件下对钢铁标准样品进行了20次微压痕测试，展示了微模块结果的卓越可重复性，与传统的维氏硬度计的性能形成对比。

a: 显微镜下的压痕和划痕（360x）。

b：显微镜下的压痕和划痕（3000倍）。

图2: 不同最大载荷下的载荷与位移图。

不同最大载荷下的压痕过程中的载荷-位移曲线如图所示 图3. 硬度和弹性模量的总结和比较见图4。在整个测试载荷范围从0.03到200N（可能范围为0.003到400N）的过程中，钢样表现出恒定的弹性模量，导致平均值为~211GPa。硬度表现出一个相对恒定的值，即在100N以上的最大载荷下测得的~6.5GPa。随着载荷降低到2至10N的范围，测得的平均硬度为~9GPa。

图3: 不同最大载荷下的载荷与位移图。

图4: 通过不同的最大载荷测量钢样的硬度和杨氏模量。

压痕从0.03到200 n

在4N最大载荷下进行了20次微压痕测试。负载-位移曲线显示在 图5 所得的维氏硬度和杨氏模量如图所示。 图6.

图5: 4N下的微压痕测试的载荷-位移曲线。

图6: 在4N条件下，20个微压痕的维氏硬度和杨氏模量。

负载-位移曲线显示了新的微型模块的卓越可重复性。新的微型模块测量的钢标准件的维氏硬度为842±11HV，而使用传统的维氏硬度计测量的维氏硬度为817±18HV。硬度测量的标准偏差小，确保了在工业部门和学术研究领域的材料研发和质量控制中对机械性能进行可靠和可重复的表征。

此外，根据载荷-位移曲线计算出的杨氏模量为208±5 GPa，由于压痕过程中缺少深度测量，传统的维氏硬度计无法获得这一数据。随着载荷的降低和压痕尺寸的减小，杨氏模量也随之降低。 NANOVEA 与维氏硬度计相比，微模块在重复性方面的优势越来越大，直到不再可能通过目视检查来测量压痕。

在处理较粗糙或在维氏硬度计提供的标准显微镜下较难观察的样品时，测量深度来计算硬度的优势也变得很明显。

结论

在这项研究中，我们展示了新的世界领先的NANOVEA微模块（200 N范围）是如何在0.03到200 N（3 gf到20.4 kgf）的宽负荷范围内进行无与伦比的可重复的和精确的压痕和划痕测量。一个可选的低量程微模块可以提供从0.003到20N（0.3gf到2kgf）的测试。Z型电机、高力称重传感器和深度传感器的独特垂直排列确保了测量过程中最大的结构刚度。在不同载荷下测量的压痕在样品表面都具有对称的方形形状。在最大载荷为200N的划痕测试中，产生了一条宽度和深度逐渐增加的直线划痕轨迹。

新的微型模块可以配置在PB1000（150 x 200毫米）或CB500（100 x 50毫米）的机械基座上，具有Z型机动化（50毫米范围）。结合强大的摄像系统（位置精度为0.2微米），这些系统提供了市场上最好的自动化和制图能力。NANOVEA还提供了一个独特的专利功能（EP No. 30761530），通过在整个负载范围内进行一次缩进，可以验证和校准维氏缩进器。相比之下，标准的维氏硬度计只能提供一种载荷下的校准。

此外，如果需要，NANOVEA软件使用户能够通过测量压痕对角线的传统方法来测量维氏硬度（针对ASTM E92和E384）。如本文所示，与传统的硬度计相比，由NANOVEA微模块进行的深度与载荷硬度测试（ASTM E2546和ISO 14577）是精确和可重复的。特别是对于那些不能用显微镜观察/测量的样品。

总之，微模块设计的更高精确度和可重复性，以及其广泛的负载和测试范围、高度自动化和绘图选项，使传统的维氏硬度计过时。但同样地，目前仍在提供的划痕和微划痕测试仪也是如此，但在20世纪80年代的设计中存在缺陷。

这种技术的不断发展和改进使NANOVEA成为微观机械测试的世界领导者。

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息
砂纸粗糙度轮廓仪

砂纸:粗糙度和颗粒直径分析

砂纸。粗糙度和颗粒直径分析

了解更多

砂纸

粗糙度和颗粒直径分析

编写者

刘志强

简介

砂纸是一种常见的商业化产品，用作磨料。砂纸最常见的用途是去除涂层或利用其磨蚀性对表面进行抛光。这些磨料特性被分为不同的等级，每一种等级都与光滑程度和质量有关。
砂纸的表面粗糙度。为了达到理想的磨料特性，砂纸制造商必须确保磨料颗粒具有特定的尺寸，并且偏差很小。为了量化砂纸的质量，NANOVEA的3D非接触式 轮廓仪 可用于获得样品区域的算术平均（Sa）高度参数和平均颗粒直径。

3D非接触式光学轮廓仪的重要性 砂纸轮廓仪

使用砂纸时，磨料颗粒与被砂表面的相互作用必须均匀，才能获得一致的表面光洁度。为了量化这一点，可以使用NANOVEA的3D非接触式光学剖面仪观察砂纸的表面，以查看颗粒大小、高度和间距的偏差。

测量目标

在这项研究中，五种不同的砂纸粒度（120。
180、320、800和2000）的扫描。
NANOVEA ST400 3D非接触式光学轮廓仪。
从扫描中提取出Sa，并将粒子
规模是通过进行Motifs分析来计算的。
找到它们的等效直径

NANOVEA

ST400

了解更多
结果与讨论

砂纸的表面粗糙度(Sa)和颗粒尺寸随着砂砾的增加而减小，如预期的那样。Sa范围为42.37 ~ 3.639 μm。粒径范围为127±48.7 ~ 21.27±8.35。与高度变化较小的颗粒相比，较大的颗粒和高度变化较大的颗粒对表面产生更强的研磨作用。
请注意所有给定高度参数的定义都列在第A.1页。

表1: 砂纸粒度和高度参数的比较。

表2: 砂纸等级和颗粒直径的比较。

砂纸的2D和3D视图 

下面是砂纸样品的假色和三维视图。
使用0.8毫米的高斯滤波器来消除形状或波浪。

动机分析

为了准确地找到表面的颗粒，重新定义了高度比例阈值，只显示砂纸的上层。然后进行图案分析来检测峰值。

结论

NANOVEA公司的3D非接触式光学轮廓仪能够精确扫描具有微纳米特征的表面，因此被用于检测各种砂纸磨粒的表面特性。

使用先进的软件分析三维扫描，获得了每个砂纸样品的表面高度参数和等效颗粒直径。据观察，随着砂粒大小的增加，表面粗糙度（Sa）和颗粒大小如预期的那样下降。

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息
保丽龙表面边界测量轮廓仪

表面边界测量

使用三维轮廓测量法的表面边界测量

了解更多

表面边界测量

使用三维轮廓仪测量

编写者

克雷格-莱辛

简介

在对表面特征、图案、形状等的界面进行方位评估的研究中，快速确定整个测量剖面上的关注区域将是非常有用的。通过将一个表面分割成重要的区域，用户可以快速评估边界、峰值、凹点、面积、体积和许多其他方面，以了解它们在整个研究的表面轮廓中的功能作用。例如，像金属的晶界成像，分析的重要性是许多结构的界面和它们的整体方向。通过了解每个感兴趣的区域的缺陷和或整体区域内的异常可以被识别。尽管晶界成像通常是在超过Profilometer能力的范围内进行研究，而且只是二维图像分析，但它是一个有用的参考，说明这里将在更大范围内显示的概念以及三维表面测量的优势。

3D非接触式轮廓仪对表面分离研究的重要性

与接触式探针或干涉测量等其他技术不同， 3D 非接触式轮廓仪使用轴向色差，可以测量几乎任何表面，由于开放式分级，样品尺寸可能变化很大，并且不需要样品制备。在表面轮廓测量过程中获得纳米到宏观范围，样品反射率或吸收的影响为零，具有测量高表面角度的先进能力，并且无需软件对结果进行操作。轻松测量任何材料：透明、不透明、镜面、漫射、抛光、粗糙等。非接触式轮廓仪技术提供了理想、广泛且用户友好的功能，可在需要表面边界分析时最大限度地进行表面研究；以及 2D 和 3D 组合功能的优势。

测量目标

在这个应用中，Nanovea ST400轮廓仪被用来测量泡沫聚苯乙烯的表面积。通过结合反射强度文件和地形来建立边界，这些文件由NANOVEA ST400同时获取。这些数据被用来计算每个聚苯乙烯泡沫“颗粒”的不同形状和大小信息。

NANOVEA

ST400

结果与讨论：二维表面边界测量

地形图（下图左）被反射强度图（下图右）所掩盖，以明确界定晶粒的边界。所有直径在565微米以下的晶粒都通过应用过滤器被忽略了。

谷物总数。167
谷物所占的总投影面积。166.917 mm² (64.5962 %)
边界所占的预计总面积：(35.4038 %)
谷物的密度。0.646285粒/平方毫米

面积 = 0.999500 mm² +/- 0.491846 mm²
周长 = 9114.15 µm +/- 4570.38 µm
等效直径=1098.61 µm +/- 256.235 µm
平均直径=945.373µm +/- 248.344 µm
最小直径 = 675.898 µm +/- 246.850 µm
最大直径 = 1312.43 µm +/- 295.258 µm

结果与讨论：三维表面边界测量

通过使用获得的三维地形数据，可以分析每个晶粒的体积、高度、峰值、长宽比和一般形状信息。占用的总三维面积：2.525mm3

结论

在这个应用中，我们展示了NANOVEA 3D非接触式轮廓仪如何精确地表征聚苯乙烯泡沫塑料的表面。统计信息可以在整个感兴趣的表面或单个晶粒上获得，无论它们是峰值还是凹坑。在这个例子中，所有大于用户定义尺寸的晶粒被用来显示面积、周长、直径和高度。这里显示的特征对天然和预制表面的研究和质量控制至关重要，范围包括生物医学和微加工应用以及许多其他应用。 

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

用摩擦仪进行玻璃涂层湿度磨损测试

用摩擦仪进行玻璃涂层湿度磨损测试

了解更多

玻璃涂层湿度

用摩擦仪进行磨损测试

编写者

杜安杰-李硕士，博士

简介

自洁玻璃涂层创造了一个易于清洁的玻璃表面，防止污垢、灰尘和污点的堆积。它的自洁功能大大减少了清洁的频率、时间、能源和成本，使它成为各种住宅和商业应用的有吸引力的选择，如玻璃外墙、镜子、淋浴玻璃、窗户和挡风玻璃。

耐磨性的重要性 自清洁玻璃涂层的重要性

自清洁涂层的一个主要应用是摩天大楼的玻璃外墙的外表面。玻璃表面经常受到强风携带的高速颗粒的攻击。天气状况对玻璃涂层的使用寿命也起着重要作用。当旧的涂层失效时，对玻璃进行表面处理并涂上新的涂层是非常困难和昂贵的。因此，玻璃涂层的耐磨性在以下情况下是非常重要的。
不同的天气状况是关键。


为了模拟自清洁涂层在不同天气下的真实环境条件，需要在受控和监测的湿度下进行可重复的磨损评估。它允许用户正确地比较暴露在不同湿度下的自清洁涂层的耐磨性，并为目标应用选择最佳的候选者。

测量目标

在这项研究中，我们展示了 NANOVEA 配备湿度控制器的T100摩擦仪是研究自清洁玻璃涂层在不同湿度下的耐磨性的理想工具。

NANOVEA

T100

紧凑型气动摩擦仪T100

测试程序

钠钙玻璃显微镜载玻片被涂上了两种不同处理配方的自洁玻璃涂层。这两种涂层被确定为涂层1和涂层2。还测试了一个未涂层的裸玻璃载玻片作为比较。


NANOVEA 摩擦仪 配备湿度控制模块的自清洁玻璃涂层用于评估摩擦学行为，例如摩擦系数、COF 和耐磨性。将 WC 球头（直径 6 毫米）应用于测试样品。 COF 是现场记录的。连接到摩擦室的湿度控制器将相对湿度 (RH) 值精确控制在 ±1 % 范围内。磨损试验后，在光学显微镜下检查磨损轨迹形态。

最大负荷 40 mN
结果与讨论

在不同的湿度条件下，对有涂层和无涂层的玻璃进行了针尖对磁盘的磨损试验。
样品。如图所示，在磨损测试期间，COF被现场记录下来。 图1 和平均COF总结为 图2. 图4 比较了磨损试验后的磨损痕迹。


如图所示 图1在30% RH中，一旦开始滑动运动，未镀膜的玻璃就表现出很高的COF，约为0.45，在300转的磨损试验结束时，它逐渐增加到约0.6。与此相比，
涂层玻璃样品 涂层1和涂层2在测试开始时显示出低于0.2的低COF。COF
在测试的其余部分，涂层2的COF稳定在~0.25，而涂层1的COF在~0.25时急剧增加。
~250转，COF达到~0.5的值。当在60% RH中进行磨损试验时，其
在整个磨损测试中，未涂层的玻璃仍然显示出较高的COF值，约为0.45。涂层1和2显示的COF值分别为0.27和0.22。在90% RH中，未涂层的玻璃在磨损试验结束时拥有约0.5的高COF。涂层1和2在磨损试验开始时表现出可比的COF约为0.1。涂层1保持相对稳定的COF~0.15。然而，涂层2在约100转时失效，随后在磨损试验结束时，COF显著增加到约0.5。


自清洁玻璃涂层的低摩擦力是由它的低表面能引起的。它创造了一个非常高的静态
水接触角和低滚降角。它导致在90% RH的涂层表面形成小水滴，在显微镜下显示为 图3.当相对湿度值从30%增加到90%时，也导致涂层2的平均COF从~0.23下降到~0.15。

图1: 在不同的相对湿度下进行针盘试验时的摩擦系数。

图2: 在不同的相对湿度下进行的盘上针测试的平均COF。

图3: 在涂层玻璃表面形成小水滴。

图4 比较了在不同湿度下进行磨损试验后玻璃表面的磨损痕迹。涂层1在30%和60%的相对湿度下进行磨损试验后表现出轻微的磨损迹象。在90%相对湿度的测试后，它拥有一个大的磨损痕迹，与磨损测试期间COF的明显增加相一致。涂层2在干燥和潮湿的环境中进行磨损试验后，几乎没有磨损的迹象，而且在不同湿度的磨损试验中，它也表现出持续的低COF。良好的摩擦学性能和低表面能的结合使涂层2成为恶劣环境中自清洁玻璃涂层应用的良好候选者。相比之下，未涂层的玻璃在不同湿度下显示出较大的磨损痕迹和较高的COF，证明了自清洁涂层技术的必要性。

图4: 在不同的相对湿度下进行针盘测试后的磨损痕迹（200倍放大）。

结论

NANOVEA T100摩擦仪是对不同湿度的自清洁玻璃涂层进行评估和质量控制的卓越工具。原位COF测量的能力使用户能够将磨损过程的不同阶段与COF的演变联系起来，这对于提高对玻璃涂层的磨损机制和摩擦学特性的基本认识至关重要。基于对不同湿度下测试的自清洁玻璃涂层的综合摩擦学分析，我们表明涂层2在干燥和潮湿的环境中都拥有恒定的低COF和卓越的耐磨性，使其成为暴露在不同气候下的自清洁玻璃涂层应用的更好的候选者。


NANOVEA 摩擦仪采用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式提供精确和可重复的磨损和摩擦测试，在一个预集成的系统中可选择高温磨损、润滑和三相腐蚀模块。可选的3D非接触式轮廓仪可用于高
除了其他表面测量（如粗糙度）外，还可以对磨损轨迹进行分辨率三维成像。 

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

用纳米压痕法研究聚合物的蠕动变形

用纳米压痕法研究聚合物的蠕动变形

了解更多

蠕变变形

使用纳米压痕的聚合物

编写者

杜安杰-李硕士，博士

简介

作为粘弹性材料，聚合物在一定的外加载荷下经常发生随时间变化的变形，也称为蠕变。当聚合物部件被设计为暴露在持续的压力下时，蠕变就成为一个关键因素，如结构部件、连接件和配件以及静水压力容器。

蠕变测量对聚合物的重要性 聚合物

粘弹性的固有性质对聚合物的性能起着至关重要的作用，并直接影响其使用可靠性。负载和温度等环境条件影响聚合物的蠕变行为。由于缺乏对特定使用条件下使用的聚合物材料随时间变化的蠕变行为的警惕性，经常会发生蠕变失效。因此，开发一种可靠且定量的聚合物粘弹性机械行为测试方法非常重要。 NANOVEA 的 Nano 模块 微纳米力学测试系统 通过高精度压电元件施加负载，并直接测量原位力和位移的演变。准确性和可重复性的结合使其成为蠕变测量的理想工具。

测量目标

在这个应用中，我们展示了
NANOVEA PB1000机械测试仪
在 纳米压痕 模式是一个理想的工具
用于研究粘弹性机械性能
包括硬度、杨氏模量
和高分子材料的蠕变。

NANOVEA

PB1000

纳米压印机和划痕测试器 Nanovea PB1000
测试条件

使用NANOVEA PB1000机械测试仪，用纳米压痕技术测试了8种不同的聚合物样品。当载荷从0到40毫牛线性增加时，深度在加载阶段逐渐增加。然后通过在最大载荷40 mN的30秒内压痕深度的变化来测量蠕变。

最大负荷 40 mN
装载率
80 mN/min
卸载率 80 mN/min
哭的时候
30 s

缩略语类型

贝尔科维奇

钻石

*纳米压痕测试的设置

结果与讨论

不同聚合物样品的纳米压痕试验的载荷与位移图见图1，蠕变曲线比较见图2。硬度和杨氏模量总结于图3，蠕变深度显示于图4。作为图1中的一个例子，纳米压痕测量的载荷-位移曲线的AB、BC和CD部分分别代表加载、蠕变和卸载过程。

在测试的聚合物中，Delrin和PVC的硬度最高，分别为0.23和0.22GPa，而LDPE的硬度最低，为0.026GPa。一般来说，较硬的聚合物显示出较低的蠕变率。最软的LDPE具有最高的798纳米的蠕变深度，而Delrin的蠕变深度约为120纳米。

当聚合物被用于结构件时，其蠕变特性是至关重要的。通过精确测量聚合物的硬度和蠕变，可以更好地了解聚合物随时间变化的可靠性。使用NANOVEA PB1000机械测试仪也可以在不同的高温和湿度下测量蠕变，即给定载荷下的位移变化，为定量和可靠地测量聚合物的粘弹性机械行为提供一个理想的工具。
在模拟的现实应用环境中。

图1: 负荷与位移的关系图
不同的聚合物。

图2: 在最大负荷为40 mN的情况下蠕动30秒。

图3: 聚合物的硬度和杨氏模量。

图4: 聚合物的蠕变深度。

结论

在这项研究中，我们展示了NANOVEA PB1000
机械测试仪测量不同聚合物的机械性能，包括硬度、杨氏模量和蠕变。这种机械性能对于为预期应用选择适当的聚合物材料至关重要。德林和聚氯乙烯的硬度最高，分别为0.23和0.22GPa，而低密度聚乙烯的硬度最低，为0.026GPa。一般来说，较硬的聚合物表现出较低的蠕变率。最软的LDPE显示出最高的蠕变深度为798纳米，而Derlin则为120纳米。

NANOVEA机械测试机在一个平台上提供了无可比拟的多功能纳米和微米模块。纳米和微米模块都包括划痕测试器、硬度测试器和磨损测试器模式，在单一系统上提供了最疯狂和最方便的测试范围。

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息
使用纳米压痕的多相材料 NANOVEA

多相金属纳米压痕

利用纳米压痕对多相材料的冶金学研究

了解更多

冶金学
多相物质的

使用纳米压痕

编写者

杜安杰-李硕士，博士 & Alexis Celestin

简介

冶金学研究金属元素的物理和化学行为，以及它们的金属间化合物和合金。经历了铸造、锻造、轧制、挤压和机械加工等加工过程的金属，在其相位、微观结构和纹理方面经历了变化。这些变化导致了不同的物理特性，包括材料的硬度、强度、韧性、延展性和耐磨性。金相学经常被用来了解这种特定相、微观结构和纹理的形成机制。

局部机械性能的重要性 材料设计中局部机械性能的重要性

先进材料通常具有特殊微观结构和纹理的多个相，以实现工业实践中目标应用的理想机械性能。 纳米压痕 广泛应用于测量小尺度的材料的机械行为 i ii. 然而，在一个非常小的区域内精确选择特定的压痕位置是具有挑战性和耗时的。我们需要一个可靠的和用户友好的纳米压痕测试程序，以确定材料不同阶段的机械性能，并进行高精度和及时的测量。

测量目标

在这个应用中，我们使用最强大的机械测试仪：NANOVEA PB1000来测量一个多相冶金样品的机械性能。

在这里，我们展示了PB1000在使用我们的高级位置控制器对大型样品表面的多个阶段（晶粒）进行高精度和用户友好的纳米压痕测量的能力。

NANOVEA

PB1000

纳米压印机和划痕测试器 Nanovea PB1000
测试条件

在这项研究中，我们使用了一个具有多相的冶金样品。在进行压痕测试之前，该样品已被抛光至镜面效果。在样品中确定了四个阶段，即第1阶段、第2阶段、第3阶段和第4阶段，如下所示。

高级平台控制器是一个直观的样品导航工具，它可以根据鼠标的位置自动调整光学显微镜下的样品移动速度。鼠标离视野中心越远，平台向鼠标的方向移动的速度就越快。这提供了一种用户友好的方法来浏览整个样品表面并选择预定的位置进行机械测试。测试位置的坐标被保存和编号，以及它们各自的测试设置，如载荷、加载/卸载速率、地图中的测试数量等。这样的测试程序使用户可以在一个大的样品表面检查出特定的压痕感兴趣的区域，并在不同的位置一次性进行所有的压痕测试，使其成为对具有多个阶段的冶金样品进行机械测试的理想工具。

在这项研究中，我们在光学显微镜下定位了样品的特定相位，并将其整合在一起。 NANOVEA 机械测试仪上的编号 图1.所选位置的坐标被保存下来，然后在下面总结的测试条件下一次性进行自动纳米压痕测试

图1: 选择样品表面的纳米压痕位置。
结果。 不同相位上的纳米压痕

下面显示的是样品不同阶段的压痕。我们证明了样品台的出色位置控制在 NANOVEA 机械测试仪 允许用户精确定位机械性能测试的目标位置。

压痕的代表性载荷-位移曲线如图所示。 图2，以及用Oliver和Pharr方法计算的相应硬度和杨氏模量iii 中进行了总结和比较。 图3.


ǞǞǞ 第1、2、3阶段 和 4 拥有的平均硬度分别为~5.4、19.6、16.2和7.2 GPa。相对较小的尺寸为 第2阶段 导致其硬度和杨氏模量值的标准偏差更高。

图2: 负载-位移曲线
的纳米压痕

图3: 不同阶段的硬度和杨氏模量

结论

在这项研究中，我们展示了NANOVEA机械测试仪使用高级平台控制器对一个大型冶金样品的多个阶段进行纳米压痕测量。精确的位置控制使用户能够轻松地浏览大型样品表面，直接选择感兴趣的区域进行纳米压痕测量。

所有压痕的位置坐标被保存，然后连续进行。这样的测试程序使得在小范围内的局部机械性能的测量，例如本研究中的多相金属样品，大大减少了时间和用户友好。硬质相2、3和4改善了样品的机械性能，分别拥有约19.6、16.2和7.2GPa的平均硬度，而硬质相1则为约5.4GPa。

该仪器的纳米、微观或宏观模块都包括符合ISO和ASTM标准的压痕、划痕和磨损测试仪模式，在一个系统中提供了最广泛和最方便的测试范围。NANOVEA无与伦比的范围是确定薄或厚、软或硬的涂层、薄膜和基材的全部机械性能的理想解决方案，包括硬度、杨氏模量、断裂韧性、附着力、耐磨性和许多其他性能。

i Oliver, W. C.; Pharr, G. M., 《材料研究杂志》，第19卷，第1期，2004年1月，第3-20页。
ii Schuh, C.A., 《今日材料》，第9卷，第5期，2006年5月，第32-40页。
iii Oliver, W. C.; Pharr, G. M., 《材料研究杂志》，第7卷第6期，1992年6月，第1564-1583页

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息
使用NANOVEA的轮廓仪进行轮廓测量

轮胎胎面深度和橡胶表面粗糙度测量 | 3D 光学轮廓仪

轮胎花纹深度和橡胶表面粗糙度测量 使用 3D 光学轮廓仪

显示多种汽车轮胎花纹的轮胎花纹深度测量参考资料

编写者

安德里亚-赫尔曼

轮胎花纹深度通常使用手持式测量仪进行测量，以确保消费者安全，但工业研发和轮胎制造商需要更先进的方法。本应用说明展示了三维光学轮廓仪如何为高精度研究提供精确的轮胎花纹深度测量、轮廓测绘和橡胶表面粗糙度分析。.

简介

与所有材料一样，橡胶的摩擦系数在一定程度上与其表面粗糙度有关。在汽车轮胎中，胎面深度和表面粗糙度直接影响牵引、制动和磨损性能。本研究使用三维非接触式轮廓仪分析了橡胶表面和胎面的粗糙度和尺寸。.
用于测量胎面深度和橡胶表面粗糙度的轮胎样品

例子

三维非接触式轮廓测量法对轮胎胎面深度测量的重要性

与触摸探针或干涉测量法等其他技术不同、, NANOVEA 的 3D 非接触式光学轮廓仪 使用轴向色差来测量几乎任何表面。

Profiler 系统的开放式分期允许使用各种尺寸的样品，无需进行样品制备。只需一次扫描，用户就能捕捉到整体轮胎胎面深度和微观表面粗糙度，而不会受到样品反射率或吸收率的影响。此外，这些轮廓仪还具有测量高表面角度的先进能力，无需对结果进行软件处理。.

这种多功能性使 NANOVEA 轮廓仪成为轮胎胎面磨损测试和先进橡胶材料研究的理想选择。.

测量目标

在本应用程序中，我们展示了 纳米氧 ST400, 三维非接触式光学轮廓仪测量轮胎胎面深度、轮廓几何形状和橡胶表面粗糙度。本研究随机选择了一个足以代表整个轮胎表面的样本表面区域。为了量化橡胶的特性，我们使用了 NANOVEA Ultra 3D 分析软件来测量沟槽尺寸、胎面深度、表面粗糙度以及显影面积与投影面积。.

NANOVEA ST400 标准
光学 3D 轮廓仪

下载手册
获取报价
用于轮胎胎面深度和表面粗糙度分析的 Nanovea ST400 3D 光学轮廓仪
分析。 轮胎胎面
胎面的三维视图和假色视图显示了映射三维表面设计的价值。这为工程师从多个角度评估胎面深度均匀性、沟槽设计和磨损提供了直接的工具。高级轮廓分析和台阶高度分析都是非常强大的工具，用于测量样品形状和设计的精确尺寸。.
轮胎胎面深度和沟槽几何形状的假彩三维光学轮廓测量技术
测量轮胎胎面深度的 3D 轮廓仪表面视图

高级轮廓分析

利用三维轮廓测量法对轮胎胎面沟槽进行高级轮廓分析

台阶高度分析

利用 3D 光学轮廓仪测量轮胎胎面深度的台阶高度分析
三维轮廓仪阶梯高度剖面显示轮胎花纹深度测量结果
分析。 橡胶表面
如下图所示，可以使用内置软件工具对橡胶表面进行多种量化。可以看出，表面粗糙度为 2.688 μm，显影面积与投影面积之比为 9.410 mm² 与 8.997 mm²。这些结果表明了橡胶表面粗糙度对牵引力和性能的影响，可以对不同橡胶配方或不同表面磨损程度进行比较。.
利用 3D 光学轮廓仪分析橡胶表面粗糙度
ISO 25178 轮胎橡胶表面的高度参数
橡胶表面粗糙度和显影面积的 3D 光学轮廓测量视图
轮胎橡胶表面轮廓仪参数

结论

在这一应用中，我们展示了 NANOVEA 3D 非接触式光学轮廓仪如何精确表征轮胎胎面深度、轮廓尺寸和橡胶表面粗糙度。数据显示表面粗糙度为 2.69 µm，显影面积为 9.41 mm²，投影面积为 9 mm²。此外，还测量了橡胶胎面的各种尺寸和半径。这些信息可供轮胎制造商、汽车研究人员和材料工程师用于比较胎面设计、橡胶配方或不同磨损程度的轮胎。此处显示的数据仅代表 Ultra 3D 分析软件中的部分计算结果。.

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

高温下的原位磨损测量

原位磨损测量 在高温下

使用摩擦仪

就地磨损测量 航空摩擦磨损仪

编写者

李端杰，博士

简介

线性可变差动变压器（LVDT）是一种用于测量线性位移的坚固电气变压器。它已被广泛用于各种工业应用，包括电力涡轮机、液压系统、自动化、飞机、卫星、核反应堆和许多其他应用。

在本研究中，我们展示了 NANOVEA 的 LVDT 和高温模块附加组件 摩擦仪 允许在高温磨损过程中测量测试样品磨损轨迹深度的变化。这使得用户能够将磨损过程的不同阶段与 COF 的演变联系起来，这对于提高对高温应用材料的磨损机制和摩擦学特性的基本了解至关重要。

测量目标

在这项研究中，我们想展示NANOVEA T50摩擦仪在高温下现场监测材料磨损过程的能力。

不同温度下硅酸铝陶瓷的磨损过程是以控制和监测的方式模拟出来的。

NANOVEA

T50

测试程序

摩擦学行为，如摩擦系数，COF，以及硅酸铝陶瓷板的耐磨性是由NANOVEA摩擦仪评估的。硅酸铝陶瓷板被加热炉从室温RT加热到高温（400℃和800℃），然后在这些温度下进行磨损测试。 

为了比较，当样品从800°C冷却到400°C，然后再冷却到室温时，进行了磨损测试。一个AI2O3球头（6毫米直径，100级）被用于测试样品。在现场对COF、磨损深度和温度进行了监测。

测试参数

的引脚在磁盘上的测量

摩擦仪LVDT样品

磨损率K是用公式K=V/(Fxs)=A/(Fxn)来评估的，其中V是磨损体积，F是法向载荷，s是滑动距离，A是磨损轨道的截面积，n是旋转次数。用NANOVEA光学剖面仪评估了表面粗糙度和磨损轨迹轮廓，并用光学显微镜检查了磨损轨迹的形态。

结果与讨论

图1和图2分别显示了现场记录的COF和磨痕深度。在图1中，"-I "表示当温度从RT增加到高温时进行的试验。"D "代表温度从800°C的较高温度下降。

如图1所示，在不同温度下测试的样品在整个测量过程中表现出可比的COF约为0.6。如此高的COF导致了加速的磨损过程，产生了大量的碎屑。如图2所示，在磨损测试期间，通过LVDT监测磨损轨迹深度。在样品加热前和样品冷却后的室温下进行的测试表明，硅酸铝陶瓷板在RT时表现出渐进的磨损过程，在整个磨损测试过程中，磨损轨迹深度逐渐增加，分别为~170和~150μm。 

相比之下，高温（400°C和800°C）下的磨损试验表现出不同的磨损行为--磨损过程开始时，磨损轨迹深度迅速增加，随着试验的继续进行，它的速度减慢。在400°C-I、800°C和400°C-D温度下进行的试验的磨损轨迹深度分别为~140、~350和~210μm。

在不同的温度下进行的针座测试中的COF

图1. 在不同温度下进行的针盘测试中的摩擦系数

不同温度下硅酸铝陶瓷板的磨损轨迹深度

图2. 不同温度下硅酸铝陶瓷板的磨损痕迹深度的演变

不同温度下硅酸铝陶瓷板的平均磨损率和磨损轨迹深度是用 NANOVEA 光学剖析器的概述如下 图3.磨损轨迹的深度与使用LVDT记录的深度一致。硅酸铝陶瓷板在800°C时显示出大幅增加的磨损率，约为0.5 mm3/Nm，而在400°C以下的温度下，磨损率低于0.2 mm3/N。硅酸铝陶瓷板在短暂的加热过程后并没有表现出明显增强的机械/三态性能，在热处理之前和之后拥有相当的磨损率。

硅酸铝陶瓷，也被称为熔岩和奇石，在加热处理之前是柔软的，可以加工。在高达1093°C的高温下进行长时间的烧制，可以大幅提高其硬度和强度，之后需要进行钻石加工。这样一个独特的特性使硅酸铝陶瓷成为雕塑的理想材料。

在这项研究中，我们表明，在短时间内以低于烧制所需的温度（800°C对1093°C）进行热处理并不能改善硅酸铝陶瓷的机械和摩擦学特性，这使得适当的烧制成为这种材料在实际应用中使用前的必要过程。

 
不同温度下样品的磨损率和磨损痕迹深度 1

图3. 不同温度下样品的磨损率和磨损轨迹深度

结论

基于本研究的综合摩擦学分析，我们表明，硅酸铝陶瓷板在从室温到800℃的不同温度下表现出相当的摩擦系数。然而，在800°C时，它显示出大幅增加的磨损率，约为0.5 mm3/Nm，显示出对这种陶瓷进行适当热处理的重要性。

NANOVEA摩擦仪能够评估材料在高达1000℃高温下应用的摩擦学特性。原位COF和磨损轨迹深度测量的功能使用户能够将磨损过程的不同阶段与COF的演变联系起来，这对于提高对高温下使用的材料的磨损机制和摩擦学特性的基本认识至关重要。

NANOVEA摩擦仪使用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式提供精确和可重复的磨损和摩擦测试，并在一个预集成系统中提供可选的高温磨损、润滑和三相腐蚀模块。NANOVEA无与伦比的产品系列是确定薄或厚、软或硬的涂层、薄膜和基材的全部摩擦学特性的理想解决方案。

可选的3D非接触式轮廓仪，除了用于其他表面测量（如粗糙度）外，还可用于磨损轨迹的高分辨率3D成像。

原地磨损测量

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

使用三维光学轮廓仪进行鱼鳞表面分析

使用三维光学轮廓仪进行鱼鳞表面分析

了解更多

鱼鳞表面分析

使用三维光学轮廓仪

鱼鳞式剖面仪

编写者

安德烈-诺维茨基

简介

使用 NANOVEA 研究鱼鳞的形态、图案和其他特征 3D 非接触式光学轮廓仪。这种生物样本的精致性质及其非常小和高角度的凹槽也凸显了轮廓仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为环状物，可以通过研究来估计鱼的年龄，甚至可以区分不同生长速度的时期，类似于树的年轮。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞非常重要。

三维非接触式轮廓仪在生物研究中的重要性

与其他技术如触摸探针或干涉测量术不同，3D非接触式光学剖面仪使用轴向色差，几乎可以测量任何表面。由于开放分期，样品的大小可能变化很大，不需要样品准备。在表面轮廓测量过程中获得纳米通过宏观范围的特征，不受样品反射率或吸收的影响。该仪器具有先进的测量高表面角度的能力，无需软件对结果进行操作。任何材料都很容易测量，无论它是透明的、不透明的、镜面的、扩散的、抛光的还是粗糙的。该技术提供了一种理想的、广泛的和用户友好的功能，可以最大限度地提高表面研究，以及结合2D和3D功能的好处。

测量目标

在这个应用中，我们展示了NANOVEA ST400，一个带有高速传感器的3D非接触式轮廓仪，提供了对尺度表面的全面分析。

该仪器已经被用来扫描整个样品，同时对中心区域进行了更高的分辨率扫描。还测量了刻度的外侧和内侧的表面粗糙度以进行比较。

NANOVEA

ST400

外尺度的三维和二维表面特征

外尺度的三维视图和假彩色视图显示了类似于指纹或树环的复杂结构。这为用户提供了一个直接的工具，从不同的角度直接观察刻度的表面特征。外尺度的各种其他测量结果与尺度的外侧和内侧的比较一起显示。

鱼鳞扫描三维视图轮廓仪
鱼鳞扫描体积三维轮廓仪
鱼鳞扫描阶梯高度三维光学剖面仪

表面粗糙度比较

鱼鳞轮廓仪三维扫描

结论

在这个应用中，我们展示了NANOVEA 3D非接触式光学轮廓仪是如何以各种方式描述鱼鳞的。 

使用NANOVEA 3D非接触光学轮廓仪对鱼鳞的形态、图案和其他特征进行了研究。这种生物样品的精致性质，以及它非常小和高角度的凹槽，也突出了剖面仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为“环”，可以通过研究来估计鱼的年龄，甚至可以区分不同生长速率的时期，就像树木的年轮一样。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞是非常重要的信息。 

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

聚合物的动态机械分析（DMA）频率扫描

DMA频率扫描

在聚合物上使用纳米压痕

编写者

李端杰，博士

简介

动态机械分析的重要性 扫频测试

应力的变化频率通常会导致复数模量的变化，而复数模量是聚合物的关键机械性能。例如，当车辆在道路上行驶时，轮胎会遭受周期性的高变形。当汽车加速到更高的速度时，压力和变形的频率会发生变化。这种变化会导致轮胎粘弹性特性的变化，而轮胎粘弹性特性是汽车性能的重要因素。需要对不同频率下聚合物的粘弹性行为进行可靠且可重复的测试。 NANOVEA 的 Nano 模块 机械测试仪 通过高精度压电执行器产生正弦负载，并使用超灵敏称重传感器和电容器直接测量力和位移的演变。简单的设置和高精度的结合使其成为动态机械分析频率扫描的理想工具。

粘弹性材料在经历变形时同时表现出粘性和弹性特征。高分子材料中的长分子链促成了其独特的粘弹性能，即结合了弹性固体和牛顿流体的特性。应力、温度、频率和其他因素都对粘弹性能起作用。动态机械分析，也被称为DMA，通过施加正弦波应力和测量应变的变化来研究材料的粘弹性行为和复合模量。

测量目标

在此应用中，我们使用最强大的机械测试仪 NANOVEA PB1000 在不同 DMA 频率下研究抛光轮胎样品的粘弹性特性。 纳米压痕 模式。

NANOVEA

PB1000

纳米压印机和划痕测试器 Nanovea PB1000

测试条件

频率（Hz）。

0.1, 1.5, 10, 20

每个频率下的蠕变时间。

50秒

振荡电压

0.1 V

装载电压

1 V

压头类型

球形

金刚石 | 100 μm

结果与讨论

在最大载荷下的动态机械分析频率扫描可以在一次测试中快速简单地测量样品在不同载荷频率下的粘弹性能。不同频率下的载荷和位移波的相移和振幅可以用来计算各种基本的材料粘弹性能，包括 储存模数, 损耗模数 和 谭 (δ) 正如以下图表所总结的那样。 

在本研究中，1、5、10和20赫兹的频率对应于每小时约7、33、67和134公里的速度。随着测试频率从0.1到20赫兹的增加，可以观察到存储模量和损失模量都在逐渐增加。当频率从0.1增加到1赫兹时，Tan（δ）从~0.27下降到0.18，然后在达到20赫兹的频率时，它逐渐增加到~0.55。DMA扫频可以测量储存模量、损失模量和Tan (δ)的趋势，这提供了关于单体运动和交联以及聚合物的玻璃转变的信息。通过在扫频过程中使用加热板提高温度，可以获得不同测试条件下分子运动性质的更完整的图像。

负荷和深度的演变

完整的DMA频率扫描

不同频率下的载荷和深度与时间的关系

存储模量

在不同的频率下

亏损模式

在不同的频率下

TAN (δ)

在不同的频率下

结论

在这项研究中，我们展示了NANOVEA机械测试仪在轮胎样品上进行动态机械分析频率扫描测试的能力。该测试测量了轮胎在不同频率的应力下的粘弹性能。随着加载频率从0.1到20赫兹的增加，轮胎显示出储存和损失模量的增加。它提供了关于轮胎在不同速度下运行的粘弹性行为的有用信息，这对于提高轮胎的性能以实现更平稳、更安全的骑行至关重要。DMA扫频试验可以在不同的温度下进行，以模拟轮胎在不同天气下的真实工作环境。

在NANOVEA机械测试仪的纳米模块中，快速压电的负载应用与单独的高灵敏度应变计的负载测量是独立的。这在动态机械分析中具有明显的优势，因为深度和载荷之间的相位是直接从传感器收集的数据中测量的。相位的计算是直接的，不需要进行数学建模，因为数学建模会增加所产生的损失和存储模量的不精确性。而基于线圈的系统则不是这样。

总之，DMA测量损耗和存储模量、复合模量和Tan（δ）作为接触深度、时间和频率的函数。可选的加热阶段允许在DMA期间测定材料的相变温度。NANOVEA机械测试仪在一个平台上提供无与伦比的多功能纳米和微米模块。纳米和微米模块都包括划痕测试器、硬度测试器和磨损测试器模式，在单个模块上提供了最广泛和最友好的测试范围。

有类似的应用程序吗？

现在就与专家讨论
快速获取价格和详细信息

版权所有 © 2026 Nanovea。保留所有权利。.