纳米压痕仪
型号:FT-I04
品牌:PHI
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。

作为世界上第一台基于MEMS技术的纳米压痕仪,FT-I04使用获得专利的FemtoTools微机电系统(MEMS)技术。基于二十多年的创新,FT-I04纳米压痕仪具有无与伦比的分辨率、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0.5nN的载荷背景噪音(真实环境下的保证值)和低至 0.05nm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。

产品概述

仪器构造

  1. 可更换的测量模块,包括:

    a. Z轴纳米定位平台,可在40mm的范围内快速、精准地将纳米压痕压头趋近样品表面,真实环境下的背景噪声 低于1nm

    b. 压电扫描仪,用于高分辨率、真正位移控制的纳米力学测试。其连续移动范围为20µm,真实环境下的背景噪声低于0.05nm

    c. 可由用户轻松更换的FT-S系列微力传感器,具有多种量程、压头尺寸和材料选项,可实现不同范围的载荷 测试。测量范围高达2N(FT-S2’000’000),真实环境下的背景噪声小于0.5nN(FT-S200) 

  2. 双轴纳米样品台,用于样品的精确定位。该样品台提供130x130mm的行程范围,能实现背景噪音小于1nm的高精 度闭环位置控制可更换的样品架

  3. 可同时容纳6个测试样品和1个熔融石英参考样品 

  4. 高刚度花岗岩测量框架 

  5. 高分辨率光学显微镜,具有同轴照明功能,可观察样品并轻松选择压痕位置,可选5倍、10倍、20倍或50倍物镜 

  6. 环境屏蔽和控制罩,用于隔音和环境控制

产品特性
  • 高分辨率和无与伦比重复性的纳米压痕测试,可检测硬度和模量的细微变化

  • 本征的位移控制模式,可直接记录和量化样品中的快速塑性变形和断裂事件(也可选择力 控制模式或应变速率控制模式)

  • 涵盖了9个数量级的位移测量范围,包括精细模式下20μm的位移测量范围和低于0.05nm的 背景噪声,以及长程模式下40mm的测量范围和低于1nm的噪声

  • 涵盖了10个数量级的载荷测量范围,通过可轻松更换的力传感器能实现从0.5nN到2N的载 荷测量,具有多种压头尺寸和材料选项

  • 刚度最高的纳米压痕仪,具有最高的动态范围,测量元件的谐振频率高达100kHz,数据采 集频率高达96kHz

  • 最快的动态测试速度,能在1秒内完成单点CSM纳米压痕的测量,单次测量面积可高达 120mmx60m

  • 可选的划痕测试模块,可进行高分辨率纳米划痕、纳米磨损和纳米摩擦测试,以及表面形 貌扫描(SPM)

  • 可选的高温测试模块,结合具有独立压头加热功能的力传感器,可在惰性气体保护下进行 高温等温纳米力学测试

  • 强大的力学测试和数据分析软件,自带多种测试参数模板,具有可定制的数据拟合和函数 计算功能,能一键生成硬度、模量等力学性能的云图和对大数进行聚类分析

产品特点

  基于MEMS技术的纳米压痕

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  • 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 100kHz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。

技术参数

测量模块

测量原理

测量原理

载荷


量程

2000 mN

背景噪音(10Hz)

500 pN

数字分辨率

0.5 pN

采样频率

96 kHz

位移


量程(长程模式)

40 mm

长程模式下背景噪音(10Hz)

1 rm

量程(精细模式)

20 um

精细模式下背景噪音(10Hz)

50 pm

数字分辨率

0.05 pm

采样频率

96 kHz

样品台

移动范围

130 x130 mm

背景噪音(10 Hz)

1 nm

显微镜

相机

500万像素CN08传感器

物镜

5x,10x.20x。50x

聚焦控制

电动

同轴光源

可调节LED光源


应用案例

  

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产品配件

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