Nanoindenter SRX Option Sheet_SCH_QQ浏览器转格式

简介

了解材料在动态载荷条件下的行为对于国防应用至关重要，这涵盖从装甲设计到航空航天元件等多个方面。KLA Instruments™的 SRX™选项专为高应变速率纳米压痕而设计，它带来两项关键技术创新，实现在各种应变速率下（从准静态到弹道级）进行精确、可靠的测量。

快速时间常数：无模糊的运动捕捉

在高应变速率测试中，准确测量快速位移变化的能力至关重要。 KLA Instruments行业领先的16微秒时间常数，确保位移测量清晰且准确，即使在极端变形事件中也是如此。

类比：想象一下相机的帧率或快门速度；如果快门速度过慢，那么快速移动的物体就会变得模糊，细节被掩盖。同样，位移测量中的时间常数如果过长，就会模糊材料的真实运动情况。 SRX的快速时间常数就像一台高速摄像机，可以为变形实时捕捉到清晰、锐利的快照。

时间同步的载荷与位移

KLA的SRX技术使用并行ADC，在同步时间窗口内测量载荷和位移，确保每个数据点都准确反映材料在该特定时刻的真实力学响应。

类比：想象一名棒球外场球员正要接住一记高飞球。在一个同步系统中，球员直接观察球，并调整自己的位置以完成接球。在一个非同步系统中，球员看着的是大屏幕上延迟的视频画面，因此完全错过了球。无论再进行多少次模拟，都无法再接到错失的球。同样，非同步测量会引入无法事后修正的误差。 SRX的同步数据采集技术可以确保球每次都落入手套之中。

应变速率全景：从放书到弹道级下文解读了应变速率的各类区间：

· 准静态（~0. 001/s）：缓慢而稳定的压力，例如在笔记本

电脑上放置一叠图书。

· 中等（~1/s）：突发但不剧烈，例如不小心撞到干净的玻璃门。

· 高（~100/s）：强烈且突然，例如跑步或骑自行车时发生的运动损伤。

· 极高（~1, 000/s）：非常强烈且非常突然，例如汽车碰撞变形。

· 弹道级（~10, 000/s）：与弹丸或爆炸造成的冲击相当。

KLA Instruments的Nano Indenter®产品配备SRX选项，可在从

0.001/s至>1,000/s的整个范围内提供稳定、单自由度的驱动，针对拓展至弹道级应变速率(~10,000/s)的研究也在进行中。

技术验证和材料研究

图1展示了单晶氟化钙（CaF2）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的硬度随应变速率变化的结果，图片的横轴和纵轴均为对数坐标。测得的CaF2和PMMA的应变速率敏感因子（SRS）分别为~0.06

和~0.07。这些值与文献中室温下的测量值一致，证实了SRX测量的准确性和重复性。请注意，这些材料具有空间均匀性，因而被用于 SRX技术的验证。

该技术还可以应用于铝合金（Al 6061-T6）等材料，如图2所示。其中，不同压痕点的差异反映了合金材料的多晶特性；对于材料强度-应变速率这一领域，这证明了压痕测试在材料局域性能表征上也具有独特优势。

图1 SRX技术测得的单晶氟化钙（CaF2 ）（上）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

（下）的硬度-应变速率图（对数坐标）。测得的CaF2和PMMA的应变速率敏感因子（SRS）分别为~0. 06和~0. 07。

图2 SRX技术测得的Al 6061-T6的硬度-应变速率图（对数坐标）。其作为合金的多晶特性可以在不同压痕点的差异中观察到。

应用场景

在高应变速率相关的多种应用场景中，SRX技术均可用于测量和表征，包括：

§ 材料的快速筛选，为进一步深入的测试和分析节省材料成本和力学表征时间。

§ 高通量自动化测试实验室，用于人工智能和机器学习的数据生成。

§ 薄膜和涂层的应变速率敏感因子（SRS）测量，用于建模和模拟。

§ 多相材料或层状微结构的SRS分布图谱。

§ 陶瓷、金属和聚合物材料。

总结

使用KLA Instruments纳米压痕系统的SRX选项，可以在一个压痕阵列中快速表征材料在各种应变速率下的硬度和强度。这项技术的实现结合了标准压痕理论和强大的控制器电路系统，该系统的一大特点是能够同步测量快速变化的力和位移数据。这项技术节省了测试的时间和成本，获得定量的材料变形性能信息，可用于力学建模等多种场景。

规格参数

加载方式	恒应变速率
可用应变速率	0.001/s – 10,000/s
应变速率敏感因子	0.001/s 至 >1,000/s
FPGA更新频率	500kHz
数据采集速率	100kHz
支持的系统	iNano、iMicro、G200X