FT-NMT04納米力學(xué)壓痕儀 / FT-I04高分辨率納米壓痕測試系統(tǒng)

                FemtoTools是一家瑞士高科技公司，研發(fā)團(tuán)隊(duì)依托于瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院-機(jī)器人與智能系統(tǒng)研究所（ETH-IRIS）Bradley Nelson 教授課題組，為微納米尺度的機(jī)械測試和機(jī)器人處理研發(fā)超高精度儀器，充分滿足半導(dǎo)體技術(shù)、微系統(tǒng)開發(fā)、材料科學(xué)、微型醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性要求。FT-NMT04納米力學(xué)測試系統(tǒng)是一種多功能的SEM/FIB原位納米壓痕儀，能夠精確地量化材料和微觀結(jié)構(gòu)在微米和納米尺度的力學(xué)性能?；贛EMS技術(shù)的納米壓痕儀，F(xiàn)T-NMT04使用獲得專利的FemtoTools微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)?；诙嗄甑募夹g(shù)創(chuàng)新，F(xiàn)T-NMT04具有卓越的分辨率、可重復(fù)性和動態(tài)響應(yīng)。  FT-NMT04原位納米壓頭用于金屬、陶瓷、薄膜以及超材料和MEMS等微觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)測試。此外，通過使用各種附件，F(xiàn)T-NMT04的性能可以擴(kuò)展到各個(gè)研究領(lǐng)域的通用要求。典型的應(yīng)用包括通過對微孔的壓縮試驗(yàn)或?qū)菢?biāo)本、薄膜或納米線的拉伸試驗(yàn)來量化塑性變形機(jī)制。此外，壓縮試驗(yàn)過程中的連續(xù)剛度測量可以量化微梁斷裂試驗(yàn)過程中的裂紋擴(kuò)展和斷裂韌性。由于500 pn和50 pm的低噪聲，F(xiàn)T-NMT04納米壓痕具有很好的重復(fù)性，以及納米壓痕與EBSD映射的空前相關(guān)性

產(chǎn)品特點(diǎn)

FT-NMT04 多種測試功能，可實(shí)現(xiàn)納米壓痕、壓縮、拉伸、斷裂、疲勞、蠕變等實(shí)驗(yàn)，可結(jié)合SEM、EBSD或STEM等探頭實(shí)現(xiàn)定量力學(xué)測試和原位成像，基于獲得專利的MEMS傳感技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)0. 5 nN至2000mN的力學(xué)測試和0.05 nm至21mm的位移測試， 高達(dá)500Hz的連續(xù)剛度測量（CSM）或疲勞測試，無需復(fù)雜的動態(tài)校準(zhǔn)。

FT-NMT04緊湊的模塊化設(shè)計(jì)，本征位移控制模式，可實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)力下降的精準(zhǔn)量化 （也可通過反饋實(shí)現(xiàn)載荷控制模式），基于閉環(huán)控制的三軸或四軸樣品定位臺，可實(shí)現(xiàn)樣品的精準(zhǔn)定位，高達(dá)800°C的高溫等溫測試，簡單便捷的壓頭面積函數(shù)校準(zhǔn)和框架柔度校準(zhǔn)程序，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具，用于測量結(jié)果的分析、處理，SEM同步功能，可實(shí)現(xiàn)SEM圖像、視頻和力學(xué)測試數(shù)據(jù)的一一對應(yīng)，可集成到幾乎所有SEM中。

配置及參數(shù)

FT-NMT04 可以設(shè)置為三種不同的主要配置。 

每個(gè)配置都是專門為一組應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的，并提供一組獨(dú)特的功能。 

此外，通過添加或移除 FT-SEM-ROT 旋轉(zhuǎn)平臺或 FT-SEMROT/TILT 旋轉(zhuǎn)和傾斜平臺，只需幾個(gè)簡單的步驟即可實(shí)現(xiàn)每種配置。

力感應(yīng)范圍：+/- 200 mN
• 力本底噪聲 (10 Hz)：500 pN
• 位移范圍：25 μm
• 位移本底噪聲 (10 Hz)：50 pm
• 高達(dá) 500 Hz 的連續(xù)剛度測量和疲勞測試
• 尺寸：120 x 44 x 72 毫米

功能概覽

納米壓痕：

可以進(jìn)行低體積材料硬度和楊氏模量的測定、接觸力學(xué)和動力響應(yīng)的量化、多軸應(yīng)力下變形機(jī)理的表征

微柱壓縮測試：

微柱壓縮測試功能可以進(jìn)行滑動系統(tǒng)臨界剪切應(yīng)力的測定、單軸應(yīng)力下變形機(jī)理的表征、延伸損傷和局部應(yīng)變量化；

微懸臂梁斷裂測試：

微懸臂斷裂測試功能可以進(jìn)行亞微米斷裂韌性連續(xù)J積分、單調(diào)循環(huán)斷裂行為的表征、單個(gè)裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的量化

微拉伸測試：

微拉伸測試功能可以進(jìn)行屈服應(yīng)力、較為限拉伸應(yīng)力和斷裂伸長的測定、單調(diào)循環(huán)載荷下斷裂的表征、局部應(yīng)變效應(yīng)和裂紋擴(kuò)展的量化

應(yīng)用實(shí)例

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  微柱壓縮 

  對小體積材料局部進(jìn)行測試，F(xiàn)T-MTA03提供位置控制和力控制納米壓痕。可傾斜顯微鏡能夠在負(fù)載施加期間實(shí)時(shí)觀察樣品。

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  微懸臂斷裂試驗(yàn)

  大位移和微小力傳感能力使FT-MTA03成為軟材料表征的理想工具。使用球形尖端來壓入PDMS樣品。除了標(biāo)準(zhǔn)材料參數(shù)，原始力-位移-時(shí)間數(shù)據(jù)也可根據(jù)不同的材料模型來提供。

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  微拉伸試驗(yàn)

  微技術(shù)的創(chuàng)新使得能夠制造越來越小，高縱橫比的結(jié)構(gòu)。這種小型化導(dǎo)致尺寸和機(jī)械缺陷的增加。FT-MTA03可以測量微結(jié)構(gòu)的尺寸和機(jī)械性能，以優(yōu)化制造工藝。

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  機(jī)械測試與STEM/EBSD相關(guān)聯(lián)

  昆蟲翅是超輕的機(jī)械結(jié)構(gòu)，由許多縱向靜脈加強(qiáng)，在膜中形成閉合“細(xì)胞”的交叉連接。為了分析蝴蝶翼的空氣動力學(xué)，需要翼的形狀和力學(xué)的準(zhǔn)確知識。右圖為蝴蝶翼的形貌圖。

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  連續(xù)剛度測量（CSM）

  現(xiàn)已組裝了一系列用于生物篩選的納米懸臂，在納米懸臂頂端有可變的表面涂層。FT-MTA03 系統(tǒng)是用于測量納米懸臂的彈性以及尖端的附著力。附著力對應(yīng)納米懸臂在卸載過程中的最小力。

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  納米壓痕

  測定小批量的硬度和楊氏模量，接觸力學(xué)和動態(tài)響應(yīng)的量化，多軸應(yīng)力下變形機(jī)制的表征