原位纳米压痕仪

 

简介: ALEMNIS公司位于风景秀丽的瑞士图恩,它是瑞士联邦材料科学与技术研究所(EMPA)的独立子公司,于2008年成立。依托于EMPA的强大研发能力和技术支撑,ALEMNIS公司专注于原位纳米压痕仪的设计和生产。 

 

 



产品概述:

原位纳米压痕仪的主要功能为:安装于SEM或者FIB中,可以对金属材料、陶瓷材料、生物材料及复合材料等各种材料精确施加载荷、检测形变量。在电镜下进行压痕、压缩、弯曲、划痕、拉伸和疲劳等力学性能测试;此外,还可研究材料在动态力、热等多场耦合条件下结构与性能的关系。 

ALEMNIS原位纳米压痕仪是一款通用型的紧凑纳米压痕仪,可与多种分析设备联用,如扫描电镜、光学显微镜和同步辐射装置等,并实现多种应用场景。

该原位纳米压痕仪是市面上唯一一款能实现本征位移控制模式的压痕仪。依托于该设备的精巧设计及精细加工,对于不同的应用场景,其均具有无可比拟的灵活性、精确性和可重复性。

主要技术指标:

主压痕模式:本征位移

压痕深度: 35 µm

形变本底噪声: <1nm

室温下典型漂移: 5nm/min

载荷值: 标准500mN / 选配 1.5N

载荷本底噪声: 4uN / 12uN 

温度场:高温至+1000℃,低温至-150℃。

 

应用案例:

目前,纳米力学测试加载控制模式有本征载荷控制和本征位移控制两种模式。 本 征载荷控制模式对于塑性较好的材料可完美地控制并记录材料的裂纹扩展或断裂行为;但对于脆性材料来说,载荷控制模式依循载荷加载曲线来驱动压头并间接记录裂纹扩展过程。但问题是在该过程中,载荷加载系统由于依循载荷加载曲线而在系统中导致明显的能量累积,当裂纹扩张或样品结构抗力发生明显降低时,积累的能量会发生快速释放,即发生样品的崩裂或溃散现象,从而无法完整记录整个实验过程的数据。

本征载荷控制模式下的溃散现象如下所示:

相反,本征位移控制模式在样品的结构抗力发生明显降低时,也能保持样品不发生溃散,从而完整记录样品形变过程。

本征位移控制模式下的完整实验现象及数据记录如下所示:

利用此种独特的本征位移控制模式,Giorgio Sernicola*等成功测量了SiC单晶的基面断裂能。

测试实验过程记录如下所示:

具体请参考下方文献。

*In situ stable crack growth at the micron scale, Nature Communications volume 8, Article number: 108 (2017)

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