纳米压入熔融石英标准物质,用于校准纳米压入仪的压入硬度和压入模量,校准仪器的压头针尖面积函数,确保这些设备在纳米压入测量时量值的准确和可比性,满足微纳米薄膜和器件生产研发和应用单位的量值溯源需求。
一、 样品制备
采用高温熔铸法制备得到纯净度高的块体,单面抛光至镜面,切割为 10 mm×10 mm×6mm 的长方体,校准合格后,内包装采用高弹膜,外包装使用真空袋。
二、 溯源性及定值方法
1)定值方法:
纳米压入熔融石英标准物质使用已校准溯源的纳米压入仪对标物的压入模量和压入硬度进行定值。
2)溯源性:
纳米压入仪在测量样品的压入模量和压入硬度时,会引入压入位移,压入载荷和压头的面积函数三个变量。压入载荷通过标准砝码溯源至国家千克基准,基准号:国基证(2017)第 130 号;位移通过激光干涉仪溯源到国家波长基准,基准号:国基证(2002)第 001 号;压头的面积函数通过计量型原子力显微镜溯源到国家波长基准,基准号:国基证(2002)第 001 号。
三、 特性量值及不确定度
|
特性
|
标准值(GPa)
|
扩展不确定度 U(k=2)(GPa)
|
|
压入模量(EIT)
|
72.7
|
2.8
|
|
压入硬度(HIT)
|
9.48
|
0.5
|
四、 均匀性及稳定性评估
参照 JJF1343 国家计量技术规范(等效 ISO 指南 35),采用方差分析法(F 检验法),按照随机抽样原则从 300 个样品中任意抽取 20 个进行均匀性评估,评估结果表明,样品均匀性良好;采用趋势分析检验方法(t 检验法)对样品进行一年稳定性评估,评估结果表明,样品稳定性良好。
本标准物质自定值日期起有效期 24 个月,研制单位将继续跟踪监测该标准物质的稳定性,有效期内如发现量值变化,将及时通知用户。
五、 包装、贮存及使用
本标准物质内包装为高弹弹膜,外包装真空袋,每包装为一块,尺寸规格为 10 mm×10 mm×6mm。
本标物应在阴凉、干燥处存放;使用时应避免接触表面,表面有灰尘等污染物时可使用无水酒精冲洗。本标物可多次使用,多次使用时应注意每次测量的位置,避免同一位置重复测量,影响测量结果。本标物的泊松比为 0.17,可使用该数据和压入模量的标准值计算该标物的弹性模量。
六、 参考文献
[1] EN ISO 14577-3:2015,金属材料硬度和材料参数的仪器化压入实验第一部分测试仪器的检验和校准
[2] EN ISO 14577-3:2015,金属材料硬度和材料参数的仪器化压入实验第三部分标准块的校准