二次離子質譜（SIMS）能夠對金屬材料進行深度剖析，精確分析材料表面及內部不同深度處的元素組成和同位素分布。該技術通過用高能離子束轟擊金屬樣品表面，使表面原子濺射出來并離子化，然后通過質譜儀對二次離子進行分析。在半導體制造中，對于金屬互連材料，SIMS 可用于檢測金屬薄膜中的雜質分布以及金屬與半導體界面處的元素擴散情況，這對于提高半導體器件的性能和可靠性至關重要。在金屬材料的腐蝕研究中，SIMS 能夠分析腐蝕產物在材料表面和內部的分布，深入了解腐蝕機制，為開發更有效的腐蝕防護方法提供依據。
隨著金屬材料表面處理技術的發展，如滲碳、氮化、鍍硬鉻等，材料表面形成了具有硬度梯度的功能層。納米壓痕硬度梯度檢測利用納米壓痕儀，以微小的步長從材料表面向內部進行壓痕測試，精確測量不同深度處的硬度值，從而繪制出硬度梯度曲線。在機械加工領域，對于齒輪、軸類等零部件，表面硬度梯度對其耐磨性、疲勞壽命等性能有影響。通過納米壓痕硬度梯度檢測，能夠優化表面處理工藝參數，確保硬度梯度分布符合設計要求，提高零部件的表面性能和整體使用壽命，降低設備的維護和更換成本，提升機械產品的質量和可靠性。
