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微力學(xué)使用獲得專利的FemtoTools微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)。FT-NMT04具有卓越的分辨率、可重復(fù)性和動(dòng)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納米力學(xué)壓痕儀的性能可以擴(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(duì)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(dòng)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(tái)，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(duì)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(tái)或 FT-SEMROT/TILT 旋轉(zhuǎn)和傾斜平臺(tái)，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(dòng)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(dòng)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 

  原位掃描電鏡微柱壓縮試驗(yàn)提供了一種測量低體積材料單軸力學(xué)響應(yīng)的方法，并直接將應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)與單個(gè)變形關(guān)聯(lián)起來。它能夠量化具體的階段和顆粒，或研究尺寸效應(yīng)，測量系統(tǒng)的關(guān)鍵要求是高負(fù)載和位移分辨率，以及快速的數(shù)據(jù)采集率。

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  微懸臂斷裂試驗(yàn)

  斷裂韌性是大多數(shù)工程應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵性能。采用微懸臂梁彎曲試驗(yàn)進(jìn)行小尺度斷裂試驗(yàn)是確定低體積材料斷裂韌性的關(guān)鍵。此外，這些試驗(yàn)為量化特定微觀結(jié)構(gòu)特征對(duì)材料整體抗裂性提供了重要的信息。

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  微拉伸試驗(yàn)

  大型拉伸試驗(yàn)是一種常用的量化材料彈性模量、屈服強(qiáng)度、較為限強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度的試驗(yàn)。 為了量化單相或界面的特性，需要進(jìn)行微觀拉伸試驗(yàn)。 FIB可用于將硅力傳感探頭的尖端加工成夾具的形狀，這種夾持器的形狀能夠夾持狗骨樣本，以便進(jìn)行微拉伸試驗(yàn)。

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  機(jī)械測試與STEM/EBSD相關(guān)聯(lián)

  FT-NMT04不僅將材料的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)研究與表面分析相結(jié)合，同時(shí)與EBSD、TKD和STEM特性相結(jié)合，對(duì)相變和位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了前所未有的定量研究。微拉伸試驗(yàn)、支柱壓縮和懸臂彎曲與EBSD相聯(lián)，能夠監(jiān)測和量化動(dòng)態(tài)相變和應(yīng)變。

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  連續(xù)剛度測量（CSM）

  FT-NMT04具有高載荷和位移分辨率的CSM納米壓痕，能夠量化從淺穿透過程中塑性開始到主體材料的機(jī)械響應(yīng)。此外，F(xiàn)T-NMT04系統(tǒng)的擴(kuò)展諧波頻率范圍（高達(dá)500Hz），加上快速的數(shù)據(jù)采集率，適用于粘彈性和粘塑性的定量動(dòng)態(tài)力學(xué)分析。

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  納米壓痕

  通過將超高載荷和位移分辨率與原位 SEM 觀察相結(jié)合，F(xiàn)T-NMT04能夠測量特定亞微米級(jí)微結(jié)構(gòu)特征的機(jī)械性能并直接可視化堆積的形成, 滑帶和裂縫。利用創(chuàng)新的連續(xù)納米壓痕/EBSD 協(xié)議，它還能夠研究連續(xù)壓痕過程中應(yīng)變定位和相變的演變。