FT-I04 纳米压痕仪

FT-I04是一台高分辨、高通量的纳米压痕仪,能够精准地量化材料在微米和纳米尺度上的力学性能和摩擦学性能。 

作为一台基于MEMS技术的纳米压痕仪, FT-I04使用获得专利的Femto Tools微机电系统(MEMS)技术。基于二十多年的创新,FT-I04纳米压痕仪具有高分辨率、可重复性和动态稳定性。 

FT-I04专门针对金属、陶瓷、聚合物、薄膜和涂层等材料的力学性能测试进行了优化。结合可选的测试模块, FT-I04可以扩展其功能以适应各种研究领域的多功能要求。典型应用包括使用连续刚度法(CSM)纳米压痕测量硬度、弹性模量随压入深度的变化关系,以及通过高通量的纳米压痕映射(每个CSM压痕不超过1秒)来得到力学性能的分布云图。此外,结合可选的测试模块,FT-I04还可实现划痕、磨损测试、表面形貌扫描(SPM)和高温下的纳米力学测试。 

通过低至0.5 nN的载荷背景噪音(真实环境下的保证值)和低至0.05 nm的位移背景噪音(真实环境下的保证值),以及高达2N的力学测量范围,FT-I04纳米压痕仪能够以前所未有的准确性和可重复性来全面研究材料的多尺度力学行为。 

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高空间分辨率

  • 淬火-配分(Q&P)钢
  • 250 x 250 个压痕(共62’ 500个点)
  • 压痕深度:20 nm
  • 点间距:200 nm

基于MEMS技术的纳米压痕

一维微力传感器

二维微力传感器

集成加热功能的微力传感器(压头独立加热

FT-I04纳米压痕仪是一款基于微机电系统(MEMS) 技术的高分辨率纳米压痕仪。

传统的纳米压痕采用机加工和组装制造的力测量元件,FemtoTools则使用半导体制造技术,从单晶硅片中加工出整个力传感器。这种方法克服了传统技术的局限性,能够制造出更小和更精密的结构,使FT-S系列力传感器具有更高的灵敏度、分辨率和可重复性。 

此外,得益于MEMS传感元件的小体积,其质量比传统力传感器低几个数量级。结合其结构的高刚度,FT-S 微力传感器能够提供高达100 kHz的谐振频率。因此,它能有效测量快速事件或进行高频疲劳或循环测试。

基于MEMS技术的微力传感器

FT-NMT04纳米力学测试系统

FT-NMTO4纳米力学测试系统是一种多功能的SEM/-FIB原位纳米压痕仪,能够精确地量化材料和微观结构在微米和纳米尺度的力学性能。作一台基于MEMS的纳米压痕仪,FT-NMTO4使用获得专利的Femto Tools微机电系统(MEMS)技术。基于二十多年的技术创新,FT-NMTO4具有高的分辨率、可重复性和动态响应。 
由于具有低背景噪音(低至500 pN的载荷背景噪音和50 pm的位移背景噪音)和大的测试范围(2000 mN的力测试范围和21mm的位移测试范围),FT-NMT04能够以前所未有的准确性和可重复性来全方位研究材料的力学行为。 

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产品特征

  • 多种测试功能,可实现纳米压痕、压缩、拉伸、断裂、疲劳、蠕变等实验
  • 可结合SEM、EBSD或STEM等探头实现定量力学测试和原位成像
  • 基于获得专利的MEMS传感技术,可实现0.5 nN至2000 mN的力学测试和0.05nm至21mm的位移测试
  • 高达500Hz的连续刚度测量(CSM)或疲劳测试,无需复杂的动态校准
  • 本征位移控制模式,可实现快速应力下降的精准量化(也可通过反馈实现载荷控制模式
  • 基于闭环控制的三轴或四轴样品定位台,可实现样品的精准定位
  • 高达800°C的高温等温测试
  • 简单便捷的压头面积函数校准和框架柔度校准程序
  • 强大的数据分析工具,用于测量结果的分析、处理
  • SEM同步功能,可实现SEM图像、视频和力学测试数据的一一对应
  • 紧凑的模块化设计,可集成到几乎所有SEM中
  • 可定制的测试程序和测试方案

应用案例

✔️ 微柱压缩

  • 确定滑移或孪晶的临界分切应力(CRSS)
  • 表征单轴应力下的变形机制
  • 量化材料的塑性损伤和应变集中

✔️ 微拉伸实验

  • 测定屈服应力、极限抗拉强度和延伸率
  • 表征单调和循环加载下的断裂机制
  • 量化应变集中现象和裂纹的萌生和扩展

✔️ 微悬臂梁断裂试验

  • 测量微区的断裂韧性
  • 表征单调和循环加载下的断裂行为
  • 量化裂纹的萌生和扩展


✔️ 纳米压痕

  • 测定微区的硬度和杨氏模量
  • 量化接触力学和动态响应
  • 表征多轴应力下的变形机制


✔️ 与EBSD/STEM结合的原位力学实验

  • 应变集中的定量研究
  • 相变的定量研究
  • 织构演化的定量研究
  • 位错动力学的定量研究
  • 晶界迁移的定量研究


iX05 原位纳米压痕仪

iX05是一款多工况下的纳米压痕仪,旨在实现高温、低温、高应变速率或液体环境等条件下的微纳米力学性能测量。

传统纳米压痕仪通常在实验室条件下测量样品。然而,实际应用中的材料经常经历极端环境,这些环境又强烈影响力学性能。iX05专为这些应用条件而设计优化。例如,燃气轮机材料在高温下服役,因此需要在相应条件下进行测试;卫星组件在真空中运行,温度梯度从—150℃到+150℃;在汽车领域,防撞缓冲区的材料必须在高应变率下进行评估。在过去的十年中,纳米压痕技术已经从简单地测量材料的局部力学性能发展到高速测量大面积范围内力学性能的二维分布。这种技术被称为力学性能显微学,以帮助材料科学家架起微观结构和材料的宏观性能之间的桥梁。

iX05结合了基于MEMS技术的高分辨率和高速分析能力,使其成为在不同环境条件下可视化测量材料力学性能的终极工具。

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产品特点

具有优异重复性的超高分辨率纳米压痕,可以检测极小的硬度和模量波动

30点/秒的超快纳米压痕分析

高温纳米压痕可实现主动针尖加热,用于高至800 ℃的等温测试

在低至-150 ℃下进行低温纳米压痕分析

带环境控制的电动样品室:惰性气体气氛保护或高真空模式,以减少针尖和样品表面的氧化和污染

跨越7个数量级的位移测量范围,可实现优于5pm的噪声基底和大于20 μm的移动范围

跨越10个数量级的载荷测量范围,基于用户可自行更换的MEMS传感器,国际单位制可溯源,覆盖100 pN (噪声基底)至2 N的载荷测量

超高速下优异的性能: FemtoTools MEMS力传感器(共振频率高至100 kHz)与超快电子电路相结合(2 MHz采样率, 500 kHz反馈频率)

本征位移控制测量(也可实现应变速率和力控制测量)

自动化、高精度校准程序实现无缝使用


纳米压痕

纳米压痕

  • 简单压痕
  • 连续刚度法压痕
  • 载荷至2 N

划痕测试

  • 划痕测试
  • 扫描探针显微镜(SPM)
  • 摩擦测量

薄膜测试

  • 超薄薄膜性能测试 
  • 结合力测试

极端条件下压痕

高温测试

  • 高至800°C(针尖同步加热)
  • 高真空
  • 可同时测量三个样品

低温测试

  • 低至-150°C
  •  高真空

高应变速率测试

  • 恒定应变速率
  • 冲击测试
  • 应变率跳跃测试

力学性能显微镜

力学性能显微镜(纳米压痕成像)

  • 高分辨率(<200 nm)
  • 超高速(>30点/秒)
  • 高灵敏度

力学关联显微术

  • EDS 联用
  • EBSD 联用
  • AFM 联用

不同温度下纳米压痕成像

  • -150°C到+800°C力学性能和组织的定量变化
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