MFP NanoIndenter - 第一 AFM 根據定量材料描述特性的 NanoIndenter 從收容所研究

包括的事宜

背景
簡介
創新,穩健設計
整體設計消滅偏差和錯誤詳細評定
準確性和精確度的 Nanopositioning
衍射極限的光學提供技巧和範例高分辨率查看
易用前被校準的設置和定標核實
推進和輪調整維護定標
技巧描述特性和準確結果的直接測量
應用

背景

收容所的 MFP NanoIndenter 是真的被導航的受託代購商并且是作為這個縮進的結構一部分,不使用懸臂的第一基於 AFM 的受託代購商。 這些特性和使用科技目前進步水平 AFM 傳感器提供在準確性、精確度和區分的大量的好處在其他 nanoindenting 的系統。

簡介

不同於懸臂式受託代購商, MFP NanoIndenter (圖 1) 移動縮進的技巧垂線向表面。 此垂直運動避免在基於懸臂式的系統是內在的側向移動和錯誤。 與常規商業可用的被導航的 nanoindenters 比較, MFP NanoIndenter 提供更低的檢測極限和強制和凹進深度的更加高分辨率的評定以感覺技術的 AFM 優越精確度。

圖 1。 MFP NanoIndenter intregrates 被導航的 nanonindenters 的定量功能與 AFM/SPM 的解決方法的提供高級材料描述特性以改進的準確性、精確度和區分。

受託代購商完全地集成與 AFM,提供唯一能力定量聯繫範圍通過執行兩個的 AFM 計量學這個縮進的技巧和發生的凹進 (圖 2)。 這些直接測量啟用對與史無前例的準確性相對間接計算方法的有形資產的分析。 這個設計通過一個整體彎曲、使減到最小的偏差和其他錯誤詳細評定使用被動驅動。

在牙質的縮進的圖 2. (精銳部隊) 和搪瓷 (正確) 在一個人力齒範例。 在每行的凹進 (一行盤旋) 是用同一最大強制創建的全部。 在搪瓷的更小的凹進展示比牙質困難, 70µm 掃描。 抽樣禮貌 D. Wagner 和 S. 科恩,科學 Weizmann 學院。

使用 MFP 的閉合電路 nanopositioning 的傳感器,在範例飛機的確定的準確性是 subnanometer。 NanoIndenter 題頭為這個技巧的精確度定位使用先進的衍射極限的光學加上 CCD 圖像獲取對興趣範圍在這個範例。

這個集成軟件提供實驗控制和分析功能的全補碼,包括標準分析方法模板。 系統工具箱包括一套 nanoindenting 的技巧,三不同範例掛接,區分的二個定標標準并且反彈恆定的核實、以及必要的工具和的輔助部件進行縮進在各種各樣的材料的實驗。 此高度定量工具,結合以高端 AFM 功能,在不同的材料的描述特性開闢新天地包括薄膜、塗層、聚合物,生物材料和許多其他。 MFP NanoIndenter 模塊是可用的在標準 (彈簧常數 typ。 4,000N/m) 和低強制 (彈簧常數 typ。 800N/m) 獨有版本收容所的 MFP-3D™ AFM

創新,穩健設計

在 NanoIndenter 中心是我們的排除 sensored 閉合電路題頭,設計與定量評定的一種穩健 flexured 變換裝置。

整體設計消滅偏差和錯誤詳細評定

常規 nanoindenters,電子驅動典型地造成小的零件加熱,造成偏差,并且,因而,計量誤差。 整體設計 (MFP NanoIndenter 的 flexured 和 sensored Z軸的圖 3) 消滅這些偏差問題并且提供可計量的結果。

圖 3。 NanoIndenter 變換裝置是史無前例的精確度的 flexured, sensored 設計和準確性。

準確性和精確度的 Nanopositioning

MFP 的縮進的彎曲的位移執行與一個壓力致動器并且評定與我們的給予專利的低噪聲, sensored Nanopositioning 系統 (NPS™)。 強制數位被計算作為恆定的彈簧和被評定的受託代購商彎曲位移的產品。 此評定通過轉換光學信號生成 (被評定在 MFP 光電探測器) 成垂直的縮進的彎曲的位移。 受託代購商提供史無前例的解決方法,因為二個數量利益 - 深度和強制 - 根據位移被計算評定與科技目前進步水平 AFM 傳感器。 不同於在實時不可能定量地評定強制的常規被導航的 nanoindenters,光學槓桿檢測啟用高帶寬,真的強制反饋。 這允許可重複的想像、定量功能評定,定量強制曲線和準確確定處理和石版印刷的。

衍射極限的光學提供技巧和範例高分辨率查看

NanoIndenter 光學和照相機集合提供受託代購商技巧和範例的查看有一個角度從水平的 20 度 (圖 4)。 受託代購商技巧可以確定與 20 個測微表的準確性與 5x 目的在反射性表面。

圖 4 光學視圖 10um 定標濾柵和多維數據集角落打翻。 這個技巧 (底層) 的反映在這個範例能被看到。

這個範例的不同的區域可以用光學獨立轉換階段查看。 這個設計允許目的容易的替換適應不同的範例需求。 一個固定光圈提供可調整的景深,并且這臺照相機允許曝光時間、收益、幀率、飽和和伽瑪的調整。

易用前被校準的設置和定標核實

彈簧常數校準以三個獨立方法使在您的評定 - 添加質量、參考彈簧和微量天平方法的錯誤減到最小。 受託代購商彎曲集合的定標在這個工廠進行; 硬件和軟件為定標檢查提供由用戶,保證精確度和準確性在儀器的壽命期間。

推進和輪調整維護定標

NanoIndenter 題頭的先進的設計包括維護被預先設定的校準參數并且防止受到偶然更改的推進和輪調整。

技巧描述特性和準確結果的直接測量

技巧描述特性為在 nanoindenting 的應用的定量分析是非常重要的。 常規 nanoindenters 必須使用間接方法評估受託代購商技巧幾何的作用對凹進結果,例如縮進對一個標準樣品 (熔融石英) 與理論上和實驗假定的應用。 相反, MFP NanoIndenter 允許直接技巧計量學使用標準 AFM 技術 (圖 5)。 此方法特別地避免理論上的假定和被關聯的實驗錯誤內在常規方法 (即奧利佛史東Pharr)。 同樣,發生的凹進 AFM 計量學 (圖 6) 提供另外的實驗數據改善在原理的準確性數據分析的。 另外,損壞的或被佩帶的技巧,在無效數據收集前,可以通過 AFM 想像被識別和放棄。

圖 5. 直接測量技巧 (Berkovich) 區功能顯示深度 (AFM Z 傳感器數據,頂層) 和聯繫範圍 (數據,底層的數字綜合化), 5µm 掃描之間的關係。

圖 6. 粒狀材料有是不連續和需要為有形資產的一個正確的估計被評定的聯繫範圍。 銦罐子氧化物, 800nm 掃描。

應用

NanoIndenter 對各種各樣 nanoindenting 的應用是理想的包括:

  • 金屬、陶瓷、聚合物等等有彈性工作情況。
  • 在金屬的脫臼現象
  • 在陶瓷的破裂
  • 薄膜機械工作情況,骨頭,生物材料
  • 剩餘應力
  • 軟的金屬和聚合物的非定常機械特性
  • 聯合的 nanoindenting 與當前電壓評定 (iv)
  • 聯合的 nanoindenting 和 Piezoresponse 強制顯微學

收容所 MFP-3D™ AFM 平臺允許有彈性反彈,堆積的準確估計和水槽在物質數量。 AFM 想像是關鍵的對鎮壓、位移和故障顯示物理現象的功能區域縮進的範例的,以及想像的確定。

來源: 「定量材料描述特性的 MFP 被導航的 NanoIndenter」從收容所研究

關於此來源的更多信息请請參觀收容所研究

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

Last Update: 13. June 2013 20:49

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit