机械测试用于确定硬度、模量、断裂韧性或屈服强度等性能。单轴压缩和拉伸试验通常用于检测大块样品以获得弹性模量数据。硬度测试方法使用一个压头探头，在特定载荷下位移到一个表面。在传统的测试中，通过测量压痕的大小或深度来确定硬度。显微硬度测试是硬度数据质量和过程控制的行业标准。显微硬度测试，应用载荷低于10 N，通常用于较小的样品，薄样品，镀表面或涂层。
纳米压痕比传统的力学测试具有优势，可以同时提供弹性模量和硬度数据。集成压痕测试(IIT)自动化压痕过程，因此可以在小样本量上执行数百个测试。一些复合材料和器件过于复杂，无法应用传统的测试方法。随着尺寸的缩小，机械性能随着尺寸的变化而变化，从体积到微米到纳米。纳米压头通常更适应样品的几何形状。
纳米压痕器是如何工作的
力学试验涉及的因素有荷载、位移、面积和时间。载荷(P)是施加在试样上的力。位移(h)是压头进入材料的距离。面积(A)是压头与试样接触时相互作用的量度。万博max体育
纳米压痕通常使用校准的伯克维克金刚石压痕器尖端进行。Berkovich尖是一个三面锥体压头。从理论上讲，这三面可以使尖端锋利到原子尖。
在纳米压痕过程中，校准的压头尖端接近样品表面。力-位移数据用于确定接触点。万博max体育试样接触后，力呈线性增加，尖端缩进试样表万博max体育面。在最大力处停留时间较短，然后试样卸载。在卸载起始点处，测量刚度。
由此产生的载荷和位移数据以及校准压头尖端的面积可用于确定机械性能，如弹性模量和硬度。
传统机械测试
最常用的力学试验方法之一是拉伸试验。拉伸试验在一个方向上增加拉伸载荷，通常直到断裂发生。载荷可以施加于拉伸、压缩或剪切。
得到的应力-应变曲线用于确定弹性模量、屈服强度和断裂韧性等机械性能。
传统的硬度测试是测量材料对局部塑性变形的抵抗力。硬度测试是最常见的机械测试，通常对大块材料是非破坏性的。随着尺寸的缩小，硬度测试留下的残余印痕可能会改变材料的性能。标准显微硬度测试可用于小的或薄的样品。