Nanoindentaatiokoetekniikan Aikana nanoindentaatiokoetekniikan pinta näyte joutuneita kuin paine on sovellettava kärki anturi. Analyysi sovellettu "Force-siirtyminen" riippuvuus annetaan tietoja kovuudesta näyte tietyssä vaiheessa (kuva 1). Joku voi analysoida käyrät sekä topografian kuvia, skannaamalla sisennettynä näyte (kuva 2).  Kuva 1. Kuormaukseen ja purkaukseen käyriä. h - siirtymä, P - kuormitus, S - Yhteystiedot jäykkyys.  Kuva 2.. Sapphire pinta luetelmakohdassa. Scan koko: 5 x 5 mikrometriä Sclerometry Toisin konsoli yhteisten pii AFM anturit, piezoceramic konsolista anturi NTEGRA -pohjainen Sclerometry on suurempi kovuus (104-105 N / m). Tämä tekee voiman määrä, sovelletaan näyte paljon enemmän kuin tavallinen AFM järjestelmiin. Nanoscratching Nanoscratching on tekniikka perustuu siihen naarmuja näytteen pintaan ja mittaamalla niiden parametrit: syvyys ja etenkin leveys. Tämä antaa mahdollisuuden arvioida kovuus materiaalien määrällisesti (kuva 3, 4). Joissakin tapauksissa tuloksia voidaan tarjota enemmän tietoa kuin että saadaan nanoindentaatiokoetekniikan, koska leveys tyhjästä, sillä tuloksena Palautuma, muuttaa alle sen syvyys.  Kuva 3. Kolme naarmuja eri syvyyksissä, tehty sulatettua kvartsia. Kuvan koko 4 x 4 mikrometriä.  Kuva 4. Käyrä syvyys ja leveys naarmut sulatettua kvartsia. Sclerometry, Dynamic Rikkomattomat Anturi on kiinnitetty jäykkä, mutta joustava konsoli, joten amplitudi ja taajuus pakkotyön heilahtelut anturi voidaan käyttää topografia kuvantamisen ja testaus joustava materiaalien ominaisuudet (kuva 5). Erityisesti tämä menetelmä antaa kvantitatiivinen arvo kimmokerroin jokaisessa pisteessä skannattu näyte. Koska korkea resonanssitaajuus piezoceramic anturi, on mahdollista kartta kovuus ja elastisuus ominaisuuksia huomattavasti nopeammin kuin tavallisilla sisennys tekniikoita suuri kuormitus (esim. NTEGRA + Hysitron TriboScope). Toisaalta, toisin kuin SPMs kanssa perinteisen piin anturit, NTEGRA -pohjainen Sclerometry mahdollistaa testauksen erittäin kovia materiaaleja ja elokuvat (kuva 6).  Kuva 5. Taajuus muutos kirjataan funktiona anturin sijainti. Kulmakerroin käyrän Δf luonnehtii kimmokerroin otoksen.  Kuva 6. Kuva komposiitti (metalli + fullerite C60). Keskimääräinen raekoko ~ 0.4-0.8 mikrometriä. Kuvakoko: 3,5 x 3,5 mikrometriä:) topografia pinta; b) kimmokerroin kartta. NTEGRA perusteella Sclerometry Suunnittelussa käytetyn anturin NTEGRA perustuvia Sclerometry mahdollistaa käytön eri elementti vinkkejä: Diamond Berkovich vinkkejä, puolijohde timantti vinkkejä jne. Tutkimus ohut kalvo tartuntaa alustaan voidaan pitää esimerkkinä nanotribology sovelluksia. Nanotribology liittyy haavoja elokuvan puhetta voima ja määritetään kuormituksen elokuvan irtoaminen tai kulumisen-out (fig.7).  Kuva 7. Film 45 ° suuntautuneita nanoputkia kanssa jälkeäkään naarmu, tehty kohtisuorassa nanoputket rinteessä. Kuvakoko: 5,9 x 5,9 mikrometriä NTEGRA -pohjainen Sclerometry mahdollistaa työskennellä erilaisten elokuvien monenlaisia paksuuksia (useista nanometriä jopa useita mikronia) ja kovuus. Miksi on tärkeää yhdistää SPM With nanoindentaatiokoetekniikan? Koska se on mahdollista SPM-kuvan käyttämällä samaa anturi, joka on välttämätön: 1. Finding luetelmakohdan, tehty kevyt kuormitus, joka on hyvin pieni ja vaikea nähdä Tavallisen optiikka. 2. Tarkka kvantitatiivinen mittaus sisennys ja tyhjästä parametreja ja löytää virheitä luetelmakohtaa (ketjukolarit, jne.). 3. Varmista, että tarvitaan esineen mitataan, jos se on pieni kooltaan ja ei näy optiikka, esim. nanohiukkasia, nanoscratches elokuvissa, jne. Skannaus muunnettu näyte samalla kärki on tarkka, koska luetelmakohta aina laajempi kuin kärki koska Palautuma NTEGRA Platform NTEGRA alusta on suunniteltu yhdistämään erilaisia tekniikoita, jotta lopulta uusia ja ainutlaatuisia menetelmiä materiaalin testaus. Esimerkiksi konfokaali Raman mikroskopia voidaan soveltaa havainnollistamaan stressin jälkeen nanoindentaatiokoetekniikan ja nanoscratching (Kuva 8). Pinnan muunnos ja tutkimus voi olla sekä suorittaa samalla soittimella.  Kuva 8. Sisennykset ja naarmuja pinnalla GaAs () ja kuvia stressi saadaan kartoitus Raman spektrien shift (b, c). Kuvakoot:). 80 x 100 mikrometriä; b). 25 x 25 mm, c). 6 x 6 mikrometriä. NTEGRA + Hysitron TriboScope Kaikki NTEGRA -pohjainen järjestelmä voidaan varustaa Hysitron TriboScope nanoindentaatiokoetekniikan järjestelmään. Se tarjoaa suuria kuormia (jopa 1N) ja voidaan asentaa erilaisia kaupallisia antureita sekä NTEGRA perustuvia Sclerometry. Rikkomaton dynaaminen testaus ja kimmokerroin kartoitus voidaan tehdä samoin. Kaikkien kuljetusmuotojen sclerometry - nanoindentaatiokoetekniikan, nanoscratching ja nanotribology - voidaan soveltaa testit NTEGRA + Hysitron TriboScope yhdentymistä. Atomic Force Acoustic Microscopy (AFAM) Perusajatuksena AFAM on rekisteröinti AFM anturi heilahtelut, kun konsoli kärki koskettaa värähtelevän sample.Simultaneously akustisella kuvantamisen se muodostaa topografia koska se tapahtuu yhteyttä AFM tekniikoita. Kartoitus kimmokerroin ei aiheuta näytteen tuhoa (ei painumia tai naarmuja jää pinnalle). AFAM tarjoaa terävän kontrastin kuvantaminen kovaa ja pehmeää näytteitä, kun taas AFM tekniikoita (esim. vaihe kuvantamisen ja voima modulaatio) tukee kontrasti vain suhteellisen pehmeitä materiaaleja (Kuva 9, 11).  Kuva 9. Stripes alhainen & HDPE eri elastisuutta. Scan Koko: 47x47 mikrometriä. Joissakin tapauksissa sisempi ei-homogeneities voidaan havainnollistaa sisällä näytteen tilavuus. On mahdollista, koska koko yksilö "ravisteli" akustisilla taajuuksilla ja koko tilavuus on mukana sukupolven anturi heilahtelut (fig.10).  Kuva 10. HDD pinta. Topografia () & AFAM (B) valoisa viiva keskellä AFAM kuvan merkit sisäinen halkeama, joka ei ole nähty topografia kuva. Kuvan koko: 0.8x0.8 mikrometriä.  Kuva 11. Kiillotettu PZT näyte. On nähty, että paras kontrasti saadaan kanssa AFAM. Scan koko: 4x4 mikrometriä. Atomic Force spektroskopia Kun työntää pinta perinteisen AFM anturi, voidaan odottaa lineaarinen riippuvuus konsoli taivutus ja voima. Tämä voisi olla kyse, jos näyte oli aivan kova ja se ei ollut syrjäyttämän anturi. Käytännössä pehmeillä näytteistä voimassa matkan käyrä on epälineaarinen. Sen parametrit voidaan laskea, missä määrin pinta on joutuneiden, kun tietty voima. Tämä puolestaan on polku määrällisiä arvioita kimmokerroin (fig.12). Tämä lähestymistapa on onnistunut pehmeä ja erittäin pehmeä näytteitä, koska jousivakio perinteisten AFM ulokkeet on suhteellisen pieni (yleensä enintään 10 2 N / m). Opiskeluun kuten hienovarainen esineitä kuten elävien solujen ja luonnollinen solujen soluelimiin (kuva 13), konsoli on niin pehmeä kuin mahdollista ehkäistä huomattavasti näytteen muodonmuutos. Tyypilliset arvot jousivakio tässä tapauksessa on 10 -2 -10 -1 N / m.  Kuva 12. Force käyrän parametrit, joita käytetään määrällistä arviointia elastisia ominaisuuksia materiaalia. F - kuorman d - konsoli lieveilmiöitä; k - konsoli jousivakio, δ - sisennys, ΔZ - näytteen tilavuus.  Kuva 13. Kimmokerroin kuin arvioitu elävän solun pinnalle ja petrimaljaan pohja. Yksi piste solun pinta on lähes kaksi kertaa niin kovaa kuin toinen, mutta petrimaljaan on kuusi kertaluokkaa vaikeampaa. Scan koko: 25x25 mikrometriä Taulukko 1. Vertailu tekniikoita | NTEGRA perustuu scleronmetry | 0,1-100 GPa | Tuhoisa ja rikkomattomat | Hard & erittäin kova | 200 mN | NTEGRA + Hysitron Triboscope | 0,1-100 GPa | Tuhoisa ja rikkomattomat | Hard & erittäin kova | 1 N | AFAM Vaihtoehto | 10kPa - 10GPa | Tuhoavia | Hard & pehmeä | - | AFM | 1 kPa - 1 GPa | Desctructive & rikkomattomat | Soft & erittäin pehmeä | 2 Mn |
|