納米壓痕技術(shù)也稱(chēng)深度敏感壓痕技術(shù)，是簡(jiǎn)單的測(cè)試材料力學(xué)性質(zhì)的方法之一，在材料科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
納米壓痕儀，又稱(chēng)納米壓入儀，主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測(cè)試，測(cè)試結(jié)果通過(guò)力與壓入深度的曲線(xiàn)計(jì)算得出，無(wú)需通過(guò)顯微鏡觀(guān)察壓痕面積。適用于有機(jī)或無(wú)機(jī)、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測(cè)分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪釉漆，光學(xué)薄膜，微電子鍍膜，保護(hù)性薄膜，裝飾性薄膜等等。
納米壓痕技術(shù)大體上有5種技術(shù)理論：
(1)Oliver和Pharr方法：根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)得的載荷一位移曲線(xiàn)，可以從卸載曲線(xiàn)的斜率求出彈性模量，而硬度值則可由最大加載載荷和壓痕的殘余變形面積求得。該方法的不足之處是采用傳統(tǒng)的硬度定義來(lái)進(jìn)行材料的硬度和彈性模量計(jì)算，沒(méi)有考慮納米尺度上的尺寸效應(yīng)。
(2)應(yīng)變梯度理論：材料硬度H依賴(lài)于壓頭壓人被測(cè)材料的深度h，并且隨著壓人深度的減小而增大，因此具有尺度效應(yīng)。該方法適用于具有塑性的晶體材料。但該方法無(wú)法計(jì)算材料的彈性模量。
(3)Hainsworth方法：由于卸載過(guò)程通常被認(rèn)為是一個(gè)純彈性過(guò)程，可以從卸載曲線(xiàn)求出材料彈性模量，并且可以根據(jù)卸載后的壓痕殘余變形求出材料的硬度。該方法適用于超硬薄膜或各向異性材料，因?yàn)樗鼈兊男遁d曲線(xiàn)無(wú)法與現(xiàn)有的模型相吻合。該方法的缺點(diǎn)是材料的塑性變形假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)單，缺乏理論上支持。
(4)體積比重法：主要用來(lái)計(jì)算薄膜／基體組合體系的硬度，但多局限于試驗(yàn)研究方法，試驗(yàn)的結(jié)果也難以*排除基體對(duì)薄膜力學(xué)性能的影響。
(5)分子動(dòng)力學(xué)模擬：該方法在原子尺度上考慮每個(gè)原子上所受到作用力、鍵合能以及晶體晶格常量，并運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)方程來(lái)模擬原子間的相互作用結(jié)果，從而對(duì)納米尺度上的壓痕機(jī)理進(jìn)行解釋。
