Testando a Nível do Nanômetro por Sclerometry, por Nanoindentation e por Nanoscratching

Assuntos Cobertos

Nanoindentation

Sclerometry

Nanoscratching

Sclerometry, Não - Teste destrutivo Dinâmico

NTEGRA Baseou Sclerometry

Por Que é Importante Fundir SPM Com o Nanoindentation?

Plataforma de NTEGRA

NTEGRA + Hysitron TriboScope

Microscopia Acústica da Força Atômica (AFAM)

Espectroscopia Atômica da Força

Durante o nanoindentation a superfície de uma amostra é deslocada enquanto a pressão é aplicada pela ponta de uma ponta de prova. A Análise da dependência aplicada do “Força-Deslocamento” fornece dados na dureza de uma amostra em um ponto dado (fig.1). Se pode analisar curvas assim como topografia das imagens, fazendo a varredura a amostra recortada (fig.2).

Figura 1.

Figura 2.

Sclerometry

Ao Contrário do modilhão de pontas de prova comuns do AFM do silicone, o console piezoceramic da ponta de prova para o Sclerometry NTEGRA-baseado tem uma dureza maior (104-105 N/m). Isto faz o grau da força, aplicado a uma amostra muito maior do que em sistemas usuais do AFM.

Nanoscratching

Nanoscratching é uma técnica baseada em fazer riscos na superfície da amostra e em medir seus parâmetros: profundidade e especialmente largura.

Isto dá uma oportunidade de avaliar quantitativa a dureza dos materiais (fig.3, 4). Em alguns casos os resultados obtidos podem fornecer mais informação do que isso obtido pelo nanoindentation, porque a largura de um risco, como consequência da recuperação elástica, altera menos do que sua profundidade.

Figura 3.

Figura 4.

Sclerometry, Não - Teste destrutivo Dinâmico

Uma ponta de prova é anexada ao stiff mas ao modilhão flexível, assim a amplitude e a freqüência de oscilações forçadas da ponta de prova podem ser usadas para a imagem lactente da topografia e propriedades elásticas de teste dos materiais (Fig. 5). Em particular, este método fornece um valor quantitativo do módulo Young em cada ponto da amostra feita a varredura.

Devido à freqüência alta da ressonância da ponta de prova piezoceramic, é possível traçar muito mais rapidamente propriedades da dureza e da elasticidade do que usando técnicas padrão do recorte com uma carga alta (por exemplo NTEGRA+Hysitron TriboScope). Por outro lado, ao contrário de SPMs com pontas de prova convencionais do silicone, um Sclerometry NTEGRA-baseado permite de testar os materiais e os filmes muito duros (Fig. 6).

Figura 5.

Figura 6.

NTEGRA Baseou Sclerometry

O projecto da ponta de prova usada em Sclerometry NTEGRA-baseado permite o uso de uma variedade de pontas pré-fabricadas: o diamante Berkovich derruba, diamante do semicondutor derruba, Etc.

A investigação da adesão do filme fino à carcaça pode ser considerada um exemplo de aplicações do nanotribology. Nanotribology envolve o risco do filme com uma força aumentativa e a determinação da carga do destacamento do filme ou do desgaste-para fora (fig.7).

Figura 7.

Sclerometry NTEGRA-baseado torna possível trabalhar com vários tipos de filmes dentro de uma vasta gama de espessuras (de diversos nanômetros até diversos mícrons) e de hardnesses.

Por Que é Importante Fundir SPM Com o Nanoindentation?

Porque é possível fazer uma SPM-imagem usando a mesma ponta de prova, que é essencial para:

      Encontrando os recortes, feitos com carga clara, que são muito pequenos e duros de ver com sistema ótico usual.

      Medição quantitativa Exacta de parâmetros do recorte e do risco e encontrar defeitos dos recortes (pilha-UPS, Etc.).

      Certificando-se de que o objeto necessário está medido caso que tem o tamanho pequeno e não considerado no sistema ótico, por exemplo nanoparticles, nanoscratches em filmes, Etc.

Fazer A Varredura de uma amostra alterada com a mesma ponta é precisa desde que um recorte é sempre mais largo do que a ponta devido à recuperação elástica

Plataforma de NTEGRA

A plataforma de NTEGRA foi projectada especialmente integrar técnicas diferentes a fim dar métodos finalmente novos e originais do teste material. Por exemplo, a microscopia confocal de Raman pode ser aplicada para visualizar o esforço após o nanoindentation e nanoscratching (fig.8). A alteração De Superfície e o exame podem ser ambos executados pelo mesmo instrumento.

Figura 8.

NTEGRA + Hysitron TriboScope

Alguns sistema NTEGRA-baseado podem ser equipados com o sistema do nanoindentation de Hysitron TriboScope. Fornece cargas altas (até 1N) e pode ser montado com várias pontas de prova comerciais assim como Sclerometry NTEGRA-baseado. o teste dinâmico Não-Destrutivo e o traço Young do módulo podem ser executados também. Todos Os modos de sclerometry - nanoindentation, nanoscratching e nanotribology - podem ser aplicados nos testes com integração de NTEGRA + de Hysitron TriboScope.

Microscopia Acústica da Força Atômica (AFAM)

A ideia principal atrás de AFAM é o registo de oscilações da ponta de prova do AFM, quando uma ponta do modilhão é em contacto com uma amostra de oscilação. Simultaneamente com imagem lactente acústica forma a topografia como é feita por técnicas do AFM do contacto. O Traço do módulo Young não causa a destruição da amostra (nem os recortes nem os riscos são deixados na superfície).

AFAM fornece o contraste afiado da imagem lactente para amostras duras & macias, visto que contraste do apoio das técnicas do AFM (por exemplo imagem lactente da fase e modulação da força) somente para os materiais relativamente macios (fig.9, 11).

Figura 9.

As não-homogeneidades Em alguns casos internas podem ser visualizadas dentro do volume de amostra. É possível porque o espécime inteiro é “agitou” com freqüências acústicas e o volume inteiro é envolvido na geração das oscilações da ponta de prova (fig.10).

Figura 10.

Figura 11.

Espectroscopia Atômica da Força

Ao empurrar uma superfície pela ponta de prova convencional do AFM, se pode esperar uma dependência linear da dobra do modilhão e da força aplicada. Este poderia ser o caso, se a amostra era absolutamente dura e não foi deslocada pela ponta de prova. Praticamente, em amostras macias a curva da força-distância é não-linear. Seus parâmetros podem ser usados para calcular a que grau a superfície está deslocada, quando uma força particular é aplicada. Por sua vez, este é o trajecto às avaliações quantitativas do módulo Young (fig.12).

Esta aproximação é bem sucedida no delicado e em amostras muito macias, porque a constante da mola de modilhões convencionais do AFM é relativamente pequena (geralmente não mais de 10 N/m). Para estudar objetos subtis como as pilhas vivas e os organelles naturais da pilha (fig.13), o modilhão deve ser tão macio como possível impedir a deformação substancial da amostra. Os valores Típicos da constante da mola são neste caso 10-10 N/m.

Figura 12.

Figura 13.

Tabela 1.

 

Source: NT-MDT

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor NT-MDT

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

Last Update: 13. June 2013 18:20

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