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)團隊依托于瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院-機器人與智能系統(tǒng)研究所（ETH-IRIS）Bradley Nelson 教授課題組，為微納米尺度的機械測試和機器人處理研發(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。基于MEMS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展到各個研究領(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或?qū)菢?biāo)本、薄膜或納米線的拉伸試驗來量化塑性變形機制。此外，壓縮試驗過程中的連續(xù)剛度測量可以量化微梁斷裂試驗過程中的裂紋擴展和斷裂韌性。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

FT-NMT04 多種測試功能，可實現(xiàn)納米壓痕、壓縮、拉伸、斷裂、疲勞、蠕變等實驗，可結(jié)合SEM、EBSD或STEM等探頭實現(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，本征位移控制模式，可實現(xiàn)快速應(yīng)力下降的精準(zhǔn)量化 （也可通過反饋實現(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，可實現(xiàn)樣品的精準(zhǔn)定位，高達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。 每個配置都是專門為一組應(yīng)用程序設(shè)計的，并提供一組獨特的功能。 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，只需幾個簡單的步驟即可實現(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 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)力下變形機理的表征

微柱壓縮測試：

微柱壓縮測試功能可以進行滑動系統(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、單個裂紋產(chǎn)生和擴展的量化

微拉伸測試：

微拉伸測試功能可以進行屈服應(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)和裂紋擴展的量化

應(yīng)用實例

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  微柱壓縮 

  原位掃描電鏡微柱壓縮試驗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

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

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  微拉伸試驗

  大型拉伸試驗是一種常用的量化材料彈性模量、屈服強度、較為限強度和斷裂強度的試驗。 為了量化單相或界面的特性，需要進行微觀拉伸試驗。 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，以便進行微拉伸試驗。

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  機械測試與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，同時與EBSD、TKD和STEM特性相結(jié)合，對相變和位錯動力學(xué)進行了前所未有的定量研究。微拉伸試驗、支柱壓縮和懸臂彎曲與EBSD相聯(lián)，能夠監(jiān)測和量化動態(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械響應(yīng)。此外，F(xiàn)T-NMT04系統(tǒng)的擴展諧波頻率范圍（高達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微結(jié)構(gòu)特征的機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。