Testant au Niveau de Nanomètre par Sclerometry, Nanoindentation et Nanoscratching

Sujets Couverts

Nanoindentation

Sclerometry

Nanoscratching

Sclerometry, Test Non destructif Dynamique

NTEGRA Sclerometry Basé

Pourquoi est-il Important De Fusionner SPM Avec Nanoindentation ?

Plate-forme de NTEGRA

NTEGRA + Hysitron TriboScope

Microscopie Acoustique de Force Atomique (AFAM)

Spectroscopie Atomique de Force

Pendant le nanoindentation la surface d'un échantillon est déplacée pendant que de la pression est appliquée par l'extrémité d'une sonde. L'Analyse de la dépendance appliquée de « Force-Déplacement » fournit des données sur la dureté d'un échantillon à une remarque donnée (fig.1). On peut analyser des courbures ainsi que la topographie des images, en balayant l'échantillon mis en retrait (fig.2).

Le Schéma 1.

Le Schéma 2.

Sclerometry

À La Différence de l'encorbellement des sondes communes d'AFM de silicium, la console piezoceramic de la sonde pour le Sclerometry NTEGRA-basé a une dureté plus grande (104-105 N/m). Ceci effectue le degré de la force, appliqué à un échantillon beaucoup plus grand que dans des systèmes habituels d'AFM.

Nanoscratching

Nanoscratching est une technique basée sur effectuer des brouillons sur la surface témoin et mesurer leurs paramètres : profondeur et particulièrement largeur.

Ceci donne une opportunité d'évaluer la dureté des matériaux quantitativement (fig.3, 4). Dans certains cas les résultats obtenus peuvent fournir plus d'informations que cela obtenu par nanoindentation, parce que la largeur d'un brouillon, suite à la reprise élastique, modifie moins que sa profondeur.

Le Schéma 3.

Le Schéma 4.

Sclerometry, Test Non destructif Dynamique

Une sonde est fixée au stiff mais à l'encorbellement flexible, ainsi l'amplitude et la fréquence des vibrations obligatoires de la sonde peuvent être utilisées pour la représentation de topographie et les propriétés élastiques de test des matériaux (Fig. 5). En particulier, cette méthode fournit une valeur quantitative du module De Young à chaque remarque de l'échantillon balayé.

En raison de la haute fréquence de résonance de la sonde piezoceramic, il est possible de tracer des propriétés de dureté et d'élasticité beaucoup plus rapidement qu'utilisant des techniques normales d'indentation avec une charge élevée (par exemple NTEGRA+Hysitron TriboScope). D'autre part, à la différence de SPMs avec les sondes conventionnelles de silicium, un Sclerometry NTEGRA-basé laisse tester les matériaux et les films très durs (Fig. 6).

Le Schéma 5.

Le Schéma 6.

NTEGRA Sclerometry Basé

Le design de la sonde utilisée dans Sclerometry NTEGRA-basé permet l'utilisation d'un grand choix d'extrémités préfabriquées : le diamant Berkovich dirige, diamant de semi-conducteur dirige, Etc.

L'enquête sur l'adhérence de film mince au substrat peut être considérée un exemple des applications de nanotribology. Nanotribology comporte l'éraflure du film d'une force augmentative et déterminer la charge du détachement de film ou de l'usure-à l'extérieur (fig.7).

Le Schéma 7.

Sclerometry NTEGRA-basé permet pour fonctionner avec les types variés de films dans un large éventail d'épaisseurs (de plusieurs nanomètres jusqu'à plusieurs microns) et hardnesses.

Pourquoi est-il Important De Fusionner SPM Avec Nanoindentation ?

Puisqu'il est possible d'effectuer une SPM-image utilisant la même sonde, pour laquelle est essentiel :

      Trouvant les indentations, effectuées avec la charge légère, qui sont très petites et difficiles de voir avec le bloc optique habituel.

      Mesure quantitative Précise des paramètres d'indentation et de brouillon et conclusion des défauts des indentations (collisions, Etc.).

      Veillant que l'objectif nécessaire est mesuré au cas où il aurait la petite taille et n'est pas vu dans le bloc optique, par exemple nanoparticles, nanoscratches sur des films, Etc.

Le Balayage d'un échantillon modifié avec la même extrémité est précis puisqu'une indentation est toujours plus large que l'extrémité due à la reprise élastique

Plate-forme de NTEGRA

La plate-forme de NTEGRA a été particulièrement conçue pour intégrer différentes techniques afin de donner des méthodes éventuel neuves et seules d'essai de matériaux. Par exemple, la microscopie confocale de Raman peut être appliquée pour concevoir le stress après nanoindentation et nanoscratching (fig.8). La modification Extérieure et l'examen peuvent être tous deux exécutés par le même instrument.

Le Schéma 8.

NTEGRA + Hysitron TriboScope

N'importe Quel système NTEGRA-basé peut être équipé du système de nanoindentation de Hysitron TriboScope. Il fournit les charges élevées (jusqu'à 1N) et peut être monté avec les sondes commerciales variées ainsi que Sclerometry NTEGRA-basé. Le test dynamique Non Destructif et le mappage De Young de module peuvent être aussi bien effectués. Tous Les modes de sclerometry - nanoindentation, nanoscratching et nanotribology - peuvent être appliqués dans les tests avec intégration de NTEGRA + de Hysitron TriboScope.

Microscopie Acoustique de Force Atomique (AFAM)

L'idée principale derrière AFAM est l'inscription des vibrations de sonde d'AFM, quand une extrémité en porte-à-faux est en contact avec un échantillon de oscillation. Simultanément avec la représentation acoustique elle forme la topographie comme elle est faite par des techniques d'AFM de contact. Le Mappage du module De Young n'entraîne pas la destruction d'échantillon (ni des indentations ni les brouillons ne sont laissés sur la surface).

AFAM fournit le contraste important de la représentation pour les échantillons durs et mous, attendu que contraste de support de techniques d'AFM (par exemple représentation de phase et modulation de force) seulement pour les matériaux relativement mous (fig.9, 11).

Le Schéma 9.

Des non-homogénéités Dans certains cas intérieures peuvent être conçues dans le volume témoin. Il est possible parce que le spécimen entier est « a secoué » avec des fréquences acoustiques et le volume entier est concerné dans le rétablissement des vibrations de sonde (fig.10).

Le Schéma 10.

Le Schéma 11.

Spectroscopie Atomique de Force

En poussant une surface par la sonde conventionnelle d'AFM, on peut s'attendre à une dépendance linéaire de la courbure d'encorbellement et de la force appliquée. Ceci pourrait être le cas, si l'échantillon était absolument dur et il n'était pas déplacé par la sonde. Pratique, sur les échantillons mous la courbure de force-distance est non linéaire. Ses paramètres peuvent être employés pour prévoir dans quelle mesure la surface est déplacée, quand une force particulière est appliquée. Consécutivement, c'est le chemin aux évaluations quantitatives du module De Young (fig.12).

Cet élan est réussi sur le doux et les échantillons très mous, parce que la constante de source des encorbellements conventionnels d'AFM est relativement le petit (habituellement pas plus de 10 N/m). Pour étudier des objectifs subtile tels que les cellules vivantes et les organelles naturelles de cellules (fig.13), l'encorbellement doit être aussi mou comme possible d'éviter la déformation substantielle d'échantillon. Les valeurs Particulières de la constante de source sont dans ce cas 10-10 N/m.

Le Schéma 12.

Le Schéma 13.

Tableau 1.

 

Source : NT-MDT

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît NT-MDT

Date Added: Jan 21, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:47

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