纳米压痕技术的应用

随着微电子技术和微系统领域采用的机构日益向微纳米尺度发展，材料在微小尺度下的力学性能逐渐成为研究的热点。在微电子技术、微机械和纳米摩擦学应用中，微构件的几何尺寸一般在微米级，而薄膜的厚度则往往是纳米级。在载荷的作用下，这些微小构件常常会表现出与宏观条件下所不同的特性，如何表征材料微纳力学特性并将之结合到应用是当前的材料力学的前沿发展方向。

纳米压痕技术能够在纳米的尺度上对摩擦磨损现象、材料的力学行为和失效机理等进行研究，具有无损、可以在很小的局部范围测试材料的力学性能等优点，近几十年来在材料的微观力学性能研究方面得到了广泛的应用。微机电系统（MEMS）领域用纳米压痕技术测定微小构件的弹性模量和硬度，生物领域可以使用纳米压痕仪测量骨骼、细胞等生物组织的力学参数，为生物学研究提供参考。对于一些宏观硬度测试法无法表征的超硬材料、超软材料、多孔材料、复合材料等，则可以利用纳米压痕技术在很小局部区域用微小载荷进行测量的特点来表征材料的硬度等参数。

纳米压痕技术的应用引领微观尺度认知材料的方向，为MEMS、生物材料、特殊材料等诸多领域提供了很好的研究手段。