因賽圖針對(duì)低溫微納米壓痕測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀和存在問題，結(jié)合現(xiàn)有納米壓痕測(cè)試基本理論、精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密檢測(cè)技術(shù)與低溫制冷手段，開發(fā)生產(chǎn)商業(yè)化低溫微納米壓痕測(cè)試儀，如圖1所示。低溫微納米壓痕測(cè)試曲線如圖2所示。

  (a) 商業(yè)化低溫微納米壓痕測(cè)試儀                                              (b) 商業(yè)化低溫微納米壓痕測(cè)試儀實(shí)物圖
圖1：低溫微納米壓痕測(cè)試儀 

特點(diǎn)：
  采用壓電致動(dòng)器的載荷裝置保證測(cè)量的精確度
  壓電致動(dòng)器作為壓痕測(cè)試的精密驅(qū)動(dòng)加載，可大行程壓痕驅(qū)動(dòng)
  壓痕測(cè)試模塊具有良好的重復(fù)性和測(cè)試精度
  溫度加載范圍可實(shí)現(xiàn)100K到室溫的變溫加載
  試件溫度波動(dòng)可控制在5mK以內(nèi)，提高低溫壓痕準(zhǔn)確性
  設(shè)備有良好的開放性，后續(xù)可集成更多模塊
  配備控制主機(jī)，專用檢測(cè)控制系統(tǒng)與配套分析處理軟件
  軟件包括實(shí)時(shí)顯示測(cè)試過程中位移和載荷信號(hào)變化，從中提取信號(hào)波動(dòng)大小、顯示生成實(shí)驗(yàn)曲線等
  可測(cè)量壓入載荷-壓入深度曲線、材料硬度、彈性模量、斷裂韌性等基本參量
  配備真空腔（可選），防止測(cè)試中樣品的低溫霧化和結(jié)冰

技術(shù)指標(biāo)：
  力載荷量程：10N
  力分辨率：0.3mN  
    位移量程：50μm（精調(diào)）、1mm（粗調(diào)）
  位移分辨率：1nm
  低溫溫控范圍：-173℃ ～ 0℃
  位移測(cè)量方式：電容位移傳感器
  壓頭總的位移范圍：≥20mm
  位移波動(dòng)：＜2nm
  加載模式：壓電驅(qū)動(dòng)
  載荷波動(dòng)：＜0.6mN
  樣品尺寸：毫米級(jí)

測(cè)試數(shù)據(jù)：

（a）熔融石英低溫微納米壓痕測(cè)試曲線                       （b）單晶硅低溫壓痕試驗(yàn)曲線

圖2：低溫微納米壓痕測(cè)試曲線

       圖2（a）是利用DWYH型低溫微納米壓痕測(cè)試儀對(duì)熔融石英開展了壓痕響應(yīng)的測(cè)試研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著溫度的降低，試驗(yàn)測(cè)得的熔融石英的彈性模量值和硬度值均有減小的趨勢(shì)。
      圖2（b）是利用DWYH型低溫微納米壓痕測(cè)試儀對(duì)單晶硅開展了壓痕響應(yīng)的測(cè)試研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著溫度的降低其壓入深度減小，剛度增加，硬度無明顯變化。