Testend op het Niveau Nanometer door Sclerometry, Nanoindentation en Nanoscratching

Besproken Onderwerpen

Nanoindentation

Sclerometry

Nanoscratching

Sclerometry, het Dynamische Niet destructieve Testen

NTEGRA Gebaseerde Sclerometry

Waarom is het Belangrijk om SPM Met Nanoindentation Samen Te Voegen?

Platform NTEGRA

NTEGRA + Hysitron TriboScope

De Atoom Akoestische Microscopie van de Kracht (AFAM)

De Atoom Spectroscopie van de Kracht

Tijdens nanoindentation wordt de oppervlakte van een steekproef verplaatst aangezien de druk door het uiteinde van een sonde wordt toegepast. De Analyse van toegepaste „kracht-Verplaatsing“ de afhankelijkheid verstrekt gegevens over de hardheid van een steekproef op een bepaald punt (fig.1). Men kan krommen evenals topografie van de beelden analyseren, door de gekartelde steekproef (fig.2) af te tasten.

Figuur 1.

Figuur 2.

Sclerometry

In Tegenstelling Tot de cantilever van gemeenschappelijke siliciumAFM sondes, heeft de piezoceramic console van de sonde voor op NTEGRA-Gebaseerde Sclerometry een grotere hardheid (104-105 N/m). Dit maakt de graad van kracht, op een steekproef veel groter dan in gebruikelijke systemen dat AFM wordt toegepast.

Nanoscratching

Nanoscratching is een techniek op het maken van krassen op de steekproefoppervlakte en het meten van hun parameters wordt gebaseerd die: diepte en vooral breedte.

Dit biedt de kans om de hardheid van materialen kwantitatief te evalueren (fig.3, 4). In sommige gevallen kunnen de verkregen resultaten meer informatie verstrekken dan dat verkregen door nanoindentation, omdat de breedte van een kras, als resultaat van de elastische terugwinning, zich minder dan zijn diepte wijzigt.

Figuur 3.

Figuur 4.

Sclerometry, het Dynamische Niet destructieve Testen

Een sonde is in bijlage aan stijve maar flexibele cantilever, dus kunnen de omvang en de frequentie van gedwongen schommelingen van de sonde voor topografie weergave en het testen elastische eigenschappen van materialen (fig. 5) worden gebruikt. In het bijzonder, verstrekt deze methode een kwantitatieve waarde van de modulus van Jongelui op elk punt van de afgetaste steekproef.

Ten gevolge van de hoge resonantiefrequentie van de piezoceramic sonde, is het mogelijk om hardheid en elasticiteitseigenschappen in kaart te brengen veel sneller dan gebruikend standaardinkepingstechnieken met een hoge lading (b.v. NTEGRA+Hysitron TriboScope). Anderzijds, in tegenstelling tot SPMs met conventionele siliciumsondes, staat toe een op NTEGRA-Gebaseerde Sclerometry testend zeer harde materialen en films (fig. 6).

Figuur 5.

Figuur 6.

NTEGRA Gebaseerde Sclerometry

Het ontwerp van de sonde in op NTEGRA-Gebaseerde Sclerometry wordt gebruikt staat het gebruik van een verscheidenheid van geprefabriceerde uiteinden dat toe: de uiteinden van diamantBerkovich, de uiteinden van de halfgeleiderdiamant, enz.

Het onderzoek van dunne filmadhesie aan het substraat kan als een voorbeeld van nanotribologytoepassingen worden beschouwd. Nanotribology impliceert het krassen van film met een vergrotende kracht en het bepalen van de lading van filmdetachement of slijtage-uit (fig.7).

Figuur 7.

Op ntegra-gebaseerde Sclerometry maakt het mogelijk om met diverse types van films binnen een brede waaier van dikten (van verscheidene nanometers tot verscheidene microns) en hardnesses te werken.

Waarom is het Belangrijk om SPM Met Nanoindentation Samen Te Voegen?

Omdat het mogelijk is om een SPM-Beeld te maken die de zelfde sonde gebruiken, die voor essentieel is:

      Vindend paragrafen, met lichte lading worden gemaakt, die om met gebruikelijke optica zeer klein en moeilijk zijn te zien die.

      Het Nauwkeurige kwantitatieve meten van inkeping en krasparameters en het vinden van tekorten van paragrafen (pile-ups, enz.).

      Ervoor zorgend dat het nodig voorwerp wordt gemeten voor het geval dat het heeft kleine grootte en niet in optica, b.v. nanoparticles, nanoscratches op films, enz. gezien.

Aftasten van een gewijzigde steekproef met het zelfde uiteinde is nauwkeurig aangezien een paragraaf altijd breder is dan het uiteinde toe te schrijven aan elastische terugwinning

Platform NTEGRA

Het platform NTEGRA is speciaal ontworpen om verschillende technieken te integreren om nieuwe en unieke methodes uiteindelijk te geven van het materiële testen. Bijvoorbeeld, kan confocal microscopie Raman worden toegepast om de spanning te visualiseren na nanoindentation en het nanoscratching (fig.8). De wijziging en het onderzoek van de Oppervlakte kunnen zijn allebei uitgevoerd door het zelfde instrument.

Figuur 8.

NTEGRA + Hysitron TriboScope

Om Het Even Welk op NTEGRA-Gebaseerd systeem kan met nanoindentationsysteem van Hysitron worden uitgerust TriboScope. Het verstrekt hoge ladingen (tot 1N) en kan met diverse commerciële sondes evenals op NTEGRA-Gebaseerde Sclerometry worden opgezet. Het Niet Destructieve dynamische testen en de de modulusafbeelding van Jongelui kunnen eveneens worden uitgevoerd. Alle wijzen van sclerometry - nanoindentation, het nanoscratching en nanotribology - kunnen worden toegepast in tests met NTEGRA + de integratie van Hysitron TriboScope.

De Atoom Akoestische Microscopie van de Kracht (AFAM)

Het belangrijkste idee achter AFAM is de registratie van AFM sondeschommelingen, wanneer een cantileveruiteinde in contact met een oscillerende steekproef is. Gelijktijdig met akoestische weergave vormt het topografie aangezien het door contactAFM technieken wordt gedaan. De Afbeelding van de modulus van de Jongelui veroorzaakt steekproef geen vernietiging (noch worden de inkepingen noch de krassen verlaten op de oppervlakte).

AFAM verstrekt scherp contrast van weergave voor harde & zachte steekproeven, terwijl de technieken AFM (b.v. faseweergave en krachtmodulatie) contrast slechts voor vrij zachte materialen steunen (fig.9, 11).

Figuur 9.

In sommige gevallen kan de binnen niet-homogeniteit binnen het steekproefvolume worden gevisualiseerd. Het is mogelijk omdat het gehele specimen „schudde“ met akoestische frequenties is en het volledige volume bij generatie van de sondeschommelingen betrokken is (fig.10).

Figuur 10.

Figuur 11.

De Atoom Spectroscopie van de Kracht

Wanneer het duwen van een oppervlakte door conventionele sonde AFM, kan men een lineaire afhankelijkheid van cantilever het buigen en de toegepaste kracht verwachten. Dit zou het geval kunnen zijn, als de steekproef absoluut hard was en het niet door de sonde werd verplaatst. Praktisch, op zachte steekproeven is de kracht-afstand kromme niet-lineair. Zijn parameters kunnen worden gebruikt om te berekenen aan welke graad de oppervlakte wordt verplaatst, wanneer een bepaalde kracht wordt toegepast. Beurtelings, is dit de weg aan kwantitatieve schattingen van de modulus van Jongelui (fig.12).

Deze benadering is succesvol op zachte en zeer zachte steekproeven, omdat de lente constant van conventionele cantilevers AFM (gewoonlijk niet meer dan 10 N/m) vrij klein is. Voor het bestuderen van dergelijke subtiele voorwerpen zoals levende cellen en natuurlijke celorganellen (fig.13), moet de cantilever zo zacht mogelijk zijn om wezenlijke steekproefmisvorming te verhinderen. De Typische waarden van de de lenteconstante in dit geval zijn 10-10 N/m.

Figuur 12.

Figuur 13.

Lijst 1.

 

Bron: NT-MDT

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve NT-MDT

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

Last Update: 13. June 2013 17:43

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit