MFP NanoIndenter - 第一 AFM 根据定量材料描述特性的 NanoIndenter 从收容所研究

包括的事宜

背景
简介
创新,稳健设计
整体设计消灭偏差和错误详细评定
准确性和精确度的 Nanopositioning
衍射极限的光学提供技巧和范例高分辨率查看
易用前被校准的设置和定标核实
推进和轮调整维护定标
技巧描述特性和准确结果的直接测量
应用

背景

收容所的 MFP NanoIndenter 是真的被导航的受托代购商并且是作为这个缩进的结构一部分,不使用悬臂的第一基于 AFM 的受托代购商。 这些特性和使用科技目前进步水平 AFM 传感器提供在准确性、精确度和区分的大量的好处在其他 nanoindenting 的系统。

简介

不同于悬臂式受托代购商, MFP NanoIndenter (图 1) 移动缩进的技巧垂线向表面。 此垂直运动避免在基于悬臂式的系统是内在的侧向移动和错误。 与常规商业可用的被导航的 nanoindenters 比较, MFP NanoIndenter 提供更低的检测极限和强制和凹进深度的更加高分辨率的评定以感觉技术的 AFM 优越精确度。

图 1。 MFP NanoIndenter intregrates 被导航的 nanonindenters 的定量功能与 AFM/SPM 的解决方法的提供高级材料描述特性以改进的准确性、精确度和区分。

受托代购商完全地集成与 AFM,提供唯一能力定量联系范围通过执行两个的 AFM 计量学这个缩进的技巧和发生的凹进 (图 2)。 这些直接测量启用对与史无前例的准确性相对间接计算方法的有形资产的分析。 这个设计通过一个整体弯曲、使减到最小的偏差和其他错误详细评定使用被动驱动。

在牙质的缩进的图 2. (精锐部队) 和搪瓷 (正确) 在一个人力齿范例。 在每行的凹进 (一行盘旋) 是用同一最大强制创建的全部。 在搪瓷的更小的凹进展示比牙质困难, 70µm 扫描。 抽样礼貌 D. Wagner 和 S. 科恩,科学 Weizmann 学院。

使用 MFP 的闭合电路 nanopositioning 的传感器,在范例飞机的确定的准确性是 subnanometer。 NanoIndenter 题头为这个技巧的精确度定位使用先进的衍射极限的光学加上 CCD 图象获取对兴趣范围在这个范例。

这个集成软件提供实验控制和分析功能的全补码,包括标准分析方法模板。 系统工具箱包括一套 nanoindenting 的技巧,三不同范例挂接,区分的二个定标标准并且反弹恒定的核实、以及必要的工具和的辅助部件进行缩进在各种各样的材料的实验。 此高度定量工具,结合以高端 AFM 功能,在不同的材料的描述特性开辟新天地包括薄膜、涂层、聚合物,生物材料和许多其他。 MFP NanoIndenter 模块是可用的在标准 (弹簧常数 typ。 4,000N/m) 和低强制 (弹簧常数 typ。 800N/m) 独有版本收容所的 MFP-3D™ AFM

创新,稳健设计

在 NanoIndenter 中心是我们的排除 sensored 闭合电路题头,设计与定量评定的一种稳健 flexured 变换装置。

整体设计消灭偏差和错误详细评定

常规 nanoindenters,电子驱动典型地造成小的零件加热,造成偏差,并且,因而,计量误差。 整体设计 (MFP NanoIndenter 的 flexured 和 sensored Z轴的图 3) 消灭这些偏差问题并且提供可计量的结果。

图 3。 NanoIndenter 变换装置是史无前例的精确度的 flexured, sensored 设计和准确性。

准确性和精确度的 Nanopositioning

MFP 的缩进的弯曲的位移执行与一个压力致动器并且评定与我们的给予专利的低噪声, sensored Nanopositioning 系统 (NPS™)。 强制数位被计算作为恒定的弹簧和被评定的受托代购商弯曲位移的产品。 此评定通过转换光学信号生成 (被评定在 MFP 光电探测器) 成垂直的缩进的弯曲的位移。 受托代购商提供史无前例的解决方法,因为二个数量利益 - 深度和强制 - 根据位移被计算评定与科技目前进步水平 AFM 传感器。 不同于在实时不可能定量地评定强制的常规被导航的 nanoindenters,光学杠杆检测启用高带宽,真的强制反馈。 这允许可重复的想象、定量功能评定,定量强制曲线和准确确定处理和石版印刷的。

衍射极限的光学提供技巧和范例高分辨率查看

NanoIndenter 光学和照相机集合提供受托代购商技巧和范例的查看有一个角度从水平的 20 度 (图 4)。 受托代购商技巧可以确定与 20 个测微表的准确性与 5x 目的在反射性表面。

图 4 光学视图 10um 定标滤栅和多维数据集角落打翻。 这个技巧 (底层) 的反映在这个范例能被看到。

这个范例的不同的区域可以用光学独立转换阶段查看。 这个设计允许目的容易的替换适应不同的范例需求。 一个固定光圈提供可调整的景深,并且这台照相机允许曝光时间、收益、帧率、饱和和伽玛的调整。

易用前被校准的设置和定标核实

弹簧常数校准以三个独立方法使在您的评定 - 添加质量、参考弹簧和微量天平方法的错误减到最小。 受托代购商弯曲集合的定标在这个工厂进行; 硬件和软件为定标检查提供由用户,保证精确度和准确性在仪器的寿命期间。

推进和轮调整维护定标

NanoIndenter 题头的先进的设计包括维护被预先设定的校准参数并且防止受到偶然更改的推进和轮调整。

技巧描述特性和准确结果的直接测量

技巧描述特性为在 nanoindenting 的应用的定量分析是非常重要的。 常规 nanoindenters 必须使用间接方法评估受托代购商技巧几何的作用对凹进结果,例如缩进对一个标准样品 (熔融石英) 与理论上和实验假定的应用。 相反, MFP NanoIndenter 允许直接技巧计量学使用标准 AFM 技术 (图 5)。 此方法特别地避免理论上的假定和被关联的实验错误内在常规方法 (即奥利佛史东Pharr)。 同样,发生的凹进 AFM 计量学 (图 6) 提供另外的实验数据改善在原理的准确性数据分析的。 另外,损坏的或被佩带的技巧,在无效数据收集前,可以通过 AFM 想象被识别和放弃。

图 5. 直接测量技巧 (Berkovich) 区功能显示深度 (AFM Z 传感器数据,顶层) 和联系范围 (数据,底层的数字综合化), 5µm 扫描之间的关系。

图 6. 粒状材料有是不连续和需要为有形资产的一个正确的估计被评定的联系范围。 铟罐子氧化物, 800nm 扫描。

应用

NanoIndenter 对各种各样 nanoindenting 的应用是理想的包括:

  • 金属、陶瓷、聚合物等等有弹性工作情况。
  • 在金属的脱臼现象
  • 在陶瓷的破裂
  • 薄膜机械工作情况,骨头,生物材料
  • 剩余应力
  • 软的金属和聚合物的非定常机械特性
  • 联合的 nanoindenting 与当前电压评定 (iv)
  • 联合的 nanoindenting 和 Piezoresponse 强制显微学

收容所 MFP-3D™ AFM 平台允许有弹性反弹,堆积的准确估计和水槽在物质数量。 AFM 想象是关键的对镇压、位移和故障显示物理现象的功能区域缩进的范例的,以及想象的确定。

来源: “定量材料描述特性的 MFP 被导航的 NanoIndenter”从收容所研究

关于此来源的更多信息请参观收容所研究

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

Last Update: 13. June 2013 20:46

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