MFP NanoIndenter - Erstes Flughandbuch-Basiertes NanoIndenter für Quantitative Material-Kennzeichnung von der Asyl-Forschung

Themen Umfaßt

Hintergrund
Einleitung
Innovative, Robuste Auslegung
Monolithische Auslegung Beseitigt Antrieb-und Fehler-ausführliche Maße
Nanopositioning für Richtigkeit und Genauigkeit
Beugungsbegrenzte Optik Liefern Betrachtung der Hohen Auflösung der Spitze und der Probe
Bedienungsfreundliche Vor-Kalibrierte Installations-und Kalibrierungs-Überprüfung
Stoß-und Drehungs-Einstellungen Behalten Kalibrierung bei
Direktes Maß für Spitzen-Kennzeichnung und Genaue Ergebnisse
Anwendungen

Hintergrund

Das MFP NanoIndenter des Asyls ist eine wahre instrumentierte Zahnwalze und ist die erste Flughandbuch-basierte Zahnwalze, die Kragbalken nicht als Teil der eindrückenden Vorrichtung verwendet. Diese Eigenschaften und der Gebrauch hochmoderner FLUGHANDBUCH-Fühler liefert erhebliche Vorteile in der Genauigkeit, in der Präzision und in der Empfindlichkeit über anderen nanoindenting Anlagen.

Einleitung

Anders Als freitragende Zahnwalzen das MFP NanoIndenter (Abbildung 1) verschiebt das eindrückende Spitzensenkrechte auf die Oberfläche. Dieser vertikale Antrag vermeidet die seitliche Bewegung und die Fehler, die in den freitragend-basierten Anlagen inhärent sind. Verglichen mit herkömmlichen handelsüblichen instrumentierten nanoindenters, versieht das MFP NanoIndenter niedrigere Nachweisgrenzen und höhere Auflösungsmaße der Kraft und der Einrückungstiefe mit der überlegenen Präzision von FLUGHANDBUCH Technologie ermittlend.

Abbildung 1. Die intregrates MFP NanoIndenter die quantitativen Fähigkeiten von instrumentierten nanonindenters mit der Auflösung von AFM/SPM, Kennzeichnung des fortgeschrittenen Werkstoffs mit erhöhter Genauigkeit, Präzision und Empfindlichkeit zu versehen.

Die Zahnwalze wird vollständig mit dem FLUGHANDBUCH integriert und stellt die eindeutige Fähigkeit bereit, Kontaktgebiete mengenmäßig zu bestimmen, indem man FLUGHANDBUCH-Metrologie von beiden die eindrückende Spitze und die resultierende Einrückung durchführt (Abbildung 2). Diese direkten Maße aktivieren Analyse von Materialeigenschaften mit beispielloser Genauigkeit im Verhältnis zu indirekten Berechnungsmethoden. Die Auslegung verwendet passive Betätigung durch eine monolithische Biegung, einen Minderungsantrieb und anderes ausführliches Maß der Fehler.

Abbildung 2., die auf der Dentin Eindrücken (gelassen vom Bruch) und Decklack (recht) auf einer menschlichen Zahnprobe. Alle Einrückungen in jeder Reihe (eine Reihe wird eingekreist), waren, die mit der gleichen maximalen Kraft erstellt wurden. Die kleineren Einzüge auf dem Decklack zeigen, dass es härter als die Dentin ist, 70µm Scan. Prüfen Sie Höflichkeit D. Wagner und S. Cohen, Weizmann-Institut der Wissenschaft.

Die Positionierungsgenauigkeit im Beispielflugzeug ist- subnanometer unter Verwendung der nanopositioning Fühler Endlosschleife des MFPS. Der NanoIndenter-Kopf verwendet hoch entwickelte beugungsbegrenzte Optik verbunden mit CCD-Bilderfassung für Präzisionsnavigation des Umkippunges zu den Interessengebieten auf der Probe.

Die integrierte Software liefert eine volle Ergänzung von experimentellen Steuer- und Analysefunktionen, einschließlich Standardberechnungsmethodeschablonen. Der Anlagensatz umfaßt ein Set nanoindenting Spitzen, drei verschiedene Beispielbefestigungen, zwei Kalibrierungsstandards für Empfindlichkeits- und Federkonstanteüberprüfung sowie Hilfsmittel und Zubehör, die notwendig sind, das Eindrücken von Experimenten auf einer vollständigen Auswahl von Materialien durchzuführen. Dieses in hohem Grade quantitative Hilfsmittel, kombiniert mit Spitzen-FLUGHANDBUCH-Fähigkeiten, bricht neue Grundlage in der Kennzeichnung von verschiedenen Materialien einschließlich Dünnfilme, Beschichtungen, Polymere, Biosubstanzen und viele andere. Der Block MFP NanoIndenter ist im Standard erhältlich (Federkonstantebaumuster. 4,000N/m) und niedrige Kraft (Federkonstantebaumuster. 800N/m) Versionen ausschließlich für das Asyl MFP-3D™ FLUGHANDBUCH.

Innovative, Robuste Auslegung

Im Herzen des NanoIndenter ist unser Exklusives der sensored Kopf der Endlosschleife, konstruiert mit einem robusten flexured Wandler für quantitative Maße.

Monolithische Auslegung Beseitigt Antrieb-und Fehler-ausführliche Maße

Mit herkömmlichen nanoindenters veranlaßt elektrische Betätigung gewöhnlich kleine Teile, mit dem Ergebnis des Antriebs und infolgedessen der Messfehler oben zu heizen. Die monolithische Auslegung (Abbildung 3) des flexured und sensored Z-Schwerpunkts des MFP NanoIndenter beseitigt diese Antriebprobleme und stellt für quantitativ bestimmbare Ergebnisse zur Verfügung.

Abbildung 3. Der NanoIndenter-Wandler ist eine flexured, sensored Auslegung für beispiellose Präzision und eine Genauigkeit.

Nanopositioning für Richtigkeit und Genauigkeit

Distanzadresse der eindrückenden Biegung des MFPS wird mit einem piezo Stellzylinder durchgeführt und gemessen mit unserer patentierten lärmarmen, sensored Nanopositioning-Anlage (NPS™). Die Kraft wird digital als das Produkt der Federkonstante und der gemessenen Zahnwalzenbiegungsdistanzadresse berechnet. Dieses Maß wird erzeugt, indem man das optische Signal (gemessen am MFP-Fotodetektor) in die Distanzadresse der vertikalen eindrückenden Biegung konvertiert. Die Zahnwalze liefert beispiellose Auflösung, weil die zwei Mengen von Zinsen - Tiefe und Kraft - basierten auf den Distanzadressen berechnet werden, die mit hochmodernen FLUGHANDBUCH-Fühlern gemessen werden. Anders Als herkömmliche instrumentierte nanoindenters, die die Kraft in der Istzeit nicht quantitativ messen können, aktiviert der optische Hebelbefund hohe Bandweite, wahres Kraftfeedback. Dieses erlaubt wiederholbare Darstellung, quantitatives Merkmalsmaß, quantitative Kraftkurven und die genaue Positionierung für Manipulation und Lithographie.

Beugungsbegrenzte Optik Liefern Betrachtung der Hohen Auflösung der Spitze und der Probe

Die NanoIndenter-Optik und die Kameraeinheit liefert Betrachtung der Zahnwalzenspitze und -probe schräg von 20 Grad von horizontalem (Abbildung 4). Die Zahnwalzenspitze kann mit einer Genauigkeit von 20 Mikrometern mit einem Lernziel 5x auf eine reflektierende Oberfläche in Position gebracht werden.

Abbildung 4 Optische Ansicht von der Gitter- und Würfelecke der Kalibrierung 10um neigen sich. Reflexion der Spitze (Unterseite) kann auf der Probe gesehen werden.

Verschiedene Regionen der Probe können mit der unabhängigen Übersetzungsoptikstufe angesehen werden. Die Auslegung darf einfachen Austausch von Lernzielen verschiedene Beispielanforderungen anpassen. Eine eingebaute Irisblende liefert justierbare Schärfentiefe und die Kamera lässt Einstellung von Expositionsdauer, von Verstärkung, von Feldkinetik, von Sättigung und von Gamma zu.

Bedienungsfreundliche Vor-Kalibrierte Installations-und Kalibrierungs-Überprüfung

Die Federkonstante wird mit drei unabhängigen Methoden kalibriert, um Fehler in Ihren Maßen herabzusetzen - die Hinzufügenmasse, die Bezugsfeder und die Mikrowaagenmethoden. Kalibrierung der Zahnwalzenbiegungseinheit wird an der Fabrik durchgeführt; Kleinteile und Software wird für Kalibrierungschecks von den Benutzern zur Verfügung gestellt und stellt Präzision und Genauigkeit in der Lebensdauer des Instrumentes sicher.

Stoß-und Drehungs-Einstellungen Behalten Kalibrierung bei

Die hoch entwickelte Auslegung des NanoIndenter-Kopfes umfaßt Stoß-unddrehung Einstellungen, die die voreingestellten Kalibrierungsparameter beibehalten und gegen unbeabsichtigte Änderungen sich schützen.

Direktes Maß für Spitzen-Kennzeichnung und Genaue Ergebnisse

Spitzenkennzeichnung ist für quantitative Analyse in nanoindenting Anwendungen extrem wichtig. Herkömmliche nanoindenters müssen indirekte Methoden anwenden, um den Effekt der Zahnwalzenspitzengeometrie auf die Einrückungsergebnisse, wie Eindrücken auf eine Standardprobe (fixiertes Silikon) mit Anwendung von theoretischen und experimentellen Annahmen auszuwerten. Demgegenüber erlaubt das MFP NanoIndenter direkte Spitzenmetrologie unter Verwendung Standard-FLUGHANDBUCH-Techniken (Abbildungen 5). Diese Methode vermeidet speziell die theoretischen Annahmen und die dazugehörigen experimentellen Fehler, die in den herkömmlichen Methoden inhärent sind (z.B. Oliver-Pharr). Ähnlich FLUGHANDBUCH-Metrologie von resultierenden Einrückungen (Abbildung 6) liefert zusätzliche experimentelle Daten, um nach der Genauigkeit von Theorien für Datenanalyse zu verbessern. Darüber hinaus können geschädigte oder getragene Spitzen durch FLUGHANDBUCH-Darstellung gekennzeichnet werden und ausgesondert werden, bevor ungültige Daten montiert werden.

Abbildung 5. Direktes Maß von der Bereichsfunktion der Spitze (Berkovich) zeigt das Verhältnis zwischen Tiefe (FLUGHANDBUCH-Z-Fühler Daten, Oberseite) und Kontaktgebiet (numerische Integration der Daten, der Unterseite), 5µm Scan.

Abbildung 6. Granulierte Materialien haben Kontaktgebiete, die unterbrochen und Bedarf sind, für eine korrekte Schätzung von Materialeigenschaften gemessen zu werden. Indiumzinnoxid, Scan 800nm.

Anwendungen

Das NanoIndenter ist für eine Vielzahl von nanoindenting Anwendungen einschließlich ideal:

  • Elastisches Verhalten von Metallen, von Keramik, von Polymeren, von Usw.
  • Versetzungsphänomene in den Metallen
  • Brüche in der Keramik
  • Mechanisches Verhalten von Dünnfilmen, Knochen, Biosubstanzen
  • Eigenspannungen
  • Zeitabhängige mechanische Eigenschaften von weichen Metallen und von Polymeren
  • Kombiniertes Nanoindenting mit I/V-Maßen (iv)
  • Kombinierte Nanoindenting und Piezoresponse-Kraft-Mikroskopie

Die Asyl MFP-3D™ FLUGHANDBUCH-Plattform erlaubt genaue Schätzung des elastischen Rückstoßes, Massenkarambolage und Wanne-in den materiellen Volumen. FLUGHANDBUCH-Darstellung ist zum Kennzeichen von Brüchen, von Distanzadresse und von Versagenzonen in eingedrückten Proben sowie von Darstellung von den Merkmalen Schlüssel, die körperliche Phänomene aufdecken.

Quelle: „Das MFP Instrumentierte NanoIndenter für Quantitative Material-Kennzeichnung“ von der Asyl-Forschung

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Asyl-Forschung

Date Added: Jul 31, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 20:59

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