分析测试中心的激光杨氏模量测试系统已于2023年12月28日安装调试完毕，测试指标符合使用要求，后续将发布共享开放内容。

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激光杨氏模量测量系统

设备简介

激光杨氏模量测量系统应用于涂层和表面的快速无损表征。其原理为利用激光脉冲在薄膜或材料表面激发起表面声波，而表面声波在不同材料中的传播速度不同，可以通过检测表面声波的波速实现对薄膜或者材料硬度（杨氏模量/弹性模量）、密度和膜厚的测量。表面声波波速的色散关系由薄膜与衬底的弹性模量（杨氏模量）、密度和厚度决定。将声波探测器探测声波波速的色散关系与理论模型计算的色散关系对比，就可以得出薄膜的杨氏模量、密度和厚度等信息，也可以测量表面有微结构的薄膜和非均匀结构薄膜。

安装地点：沙河校区四号楼105

设备技术参数：

1.楔形传感器，包括标准 PVDF 箔，总面积约为 1000 mm²，将在适当的消耗下持续10次以上的测量;

2.标准超声波表面声波传感器，包括50 ml耦合介质;

3.传感器带宽1-20 MHz;

4.高性能楔形传感器，使用标准传感器的PVDF箔操作;

5.传感器带宽20-250 MHz;

6.氮气脉冲激光器 MNL 103-LD，波长337 nm, 脉冲峰值功率≥30 kW，脉冲能量> 90 μJ, 光束发散度< 0.5 mrad，脉冲持续时间 3 ns，重复频率 10 Hz;

7.采样率 500 MSa/s，带宽 200 MHz;

8.样品台可用横向距离 40 mm，精度≤±2.25 μm，单向重复性≤±1 μm。

可测量表面：

1.薄膜（厚度从10 nm到20 μm），如DLC、TiN、BN、CN、TiC、Al和其他

涂层，通常使用PVD和CVD方法沉积;

2.厚膜（厚度达500 μm），如热喷涂涂层和激光熔覆表面；

3.表面硬化或氮化钢;

4.机械表面处理（如金属或晶圆锯切、研磨和抛光）造成的损伤层;

5.表面声波应用的典型基材为硅、钢、铸铁、硬质合金、铝等。

样品要求：

1.样品最小约5 mm×10 mm，最大200 mm×150 mm×50 mm;

2.具有低超声衰减的测试材料，最大测量带宽约为 200-250 MHz;

3.薄膜和基材的表面波速度相差超过50%;

4.膜厚大于2 μm;

功能特色：

1.对材料表面无破坏、测量迅速、准确性好；

2.操作简单、一分钟内即可获得材料表面特性；

3.测试分析软件高度集成化，使用方便；

4.适用范围广、可测量薄膜厚度从纳米级到百微米级、可测量硬质合金涂层、电弧喷涂涂层等；

收费标准

所属平台

物理性能表征分室主要研究材料的基本性质，包括材料的原子结构、化学价态、微观结构、电学性能、磁学性能和热学性能。分室拥有高通量X射线衍射仪、桌面式X射线吸收精细结构谱仪、无损亚微米X射线分析仪、绝热综合测试系统、激光杨氏模量测系统、极低温电效应通用系统、色谱-红外联用广谱条件气液原位检测系统、微纳米粒子PVDF薄膜速度计量仪、超高真空等离子体晶体测试设备等仪器。分室的高通量XRD不仅可以实现多样品连续自动测量，更可以实现定性定量分析、薄膜略入射GID分析、薄膜反射率XRR分析，同时还可以进行点光源对材料的织构、应力、微区进行测量；X射线吸收精细结构光谱（XAFS）可以获得材料的核心原子的价态、能级结构、配位键类型与键长、配位原子种类及数量；无损亚微米X射线衍射分析仪可实现在无损情况下对大样品高分辨率成像、内部断层成像、相位衬度成像、4D和高分辨原位成像、绝热综合测试系统可实现±14 T磁场下，2-325 K温度区间内的磁学测量、电学测量、热膨胀测量。分室提供专业的分析测试、实验教学、技术指导等多样化服务，同时面向社会开放，致力于服务涵盖物理、化学、材料、力学、机械、生物、医药、矿物、电子等学科。

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