Materialtester

Universeller Nano + Mikro Materialtester UNMT-1

Nano- und mikromechanische Charakterisierung von Oberflächen spielt die entscheidende Rolle in vielen Fragen von Triboanalyse der dünnen Schichten, Beschichtungen, MEMS, NEMS, Halbleiter-Wafers und -Bauelementen, Systemen für Dateispeicherung, biomedizinischen Komponenten, Polymeren, Elastomeren, Metallen und Legierungen, Keramik usw.


Nanoindentierungsmodul NH-3

Mit dem Fortschritt in Nanotechnologie und der Entwicklung von dünnen Filmen (Solarzellen, CVD, PVD, DLC, MEMS, etc. sind die nanomechanischen Tests zu einem Standard geworden. Sie verbessern die traditionellen Tests dank der Durchführung unter niedriegen Belastungen und oberflächlichen Tiefen mit sehr scharfen Spitzen, höherer räumlichen Auflösung und den in-situ präzisen Belastung – Verschiebung Dateien.

Nanoindentierung heißt einzelne / mehrfache Indents nach ISO 14577 für die Messungen von Härte, Elastizitätsmoduls, Zug- und von Mises Spannungen, Kontaktsteifigkeit, usw. der dünnen Filmen, dicken Beschichtungen und Festkörpern.

Nanoscratch unter konstanten, wachsenden und Benutzer-definierten programmierbaren Belastungen um die Kratzhärte und Kratzhaftfestigkeit der dünnen Filmen, dicken Beschichtungen und Festkörpern einzuschätzen.

Dynamische Indentierung (mit vibrierender Spitze) um die tiefenabhängigen Verlust- und Speichermodule zu vermessen.

Mikromodul MH-2

Mikromechanische Tests werden für die Bestimmung von mechanischer Eigenschaften der Beschichtungen und Werkstoffen benutzt.

Instrumentierte mikromechanische Tests verbessern die traditionellen Methoden durch in-situ Aufnahme der Belastung – Verschiebung Dateien und mittels der hochentwickelten Signalen, wie akustische Emission, ECR, Reibung, etc. für mehr umfassende Charakterisierung.

Instrumentierte Mikroindentierung – nach ISO 14577 auf Makroebene (für Belastungen über 2 N) um die Härte, Elastizitätsmoduls, Zug- und von Mises Spannungen, Kontaktsteifigkeit, usw. von Beschichtungen und Werkstoffen.

Traditionelle Vickers und Knoop Mikrohärte nach ASTM E384-99.

Mikroscratch unter konstanten, wachsenden, Benutzer-definierten programmierbaren Belastungen um die Kratzhärte und Kratzhaftfestigkeit der Beschichtungen einzuschätzen.

Features von NH-3:

  • Elektromagnetischer Kraftwandler
  • 3-Plattten Kapazitätssensor für die Verschiebungsmessungen mit ultrahöher Genauigkeit
  • Berkovich, sphärischer, kubuseckiger, usw. Indenterspitzengeometrien
  • Mapping einer unbeschränkten Anzahl von Indents
  • Inline Imaging Optionen (AFM empfohlen)
  • Hoher Durchsatz und die Wiederholbarkeit
  • Optionale fortgeschrittene in-situ Sensoren
  • Thermische und akustische Einhausung, Schwingungsisolationstisch
  • ASTM-, DIN- und ISO-konform

Features von MH-2:

  • Elektromagnetischer Kraftwandler
  • 3-Platten Kapazitätssensor für die Verschiebungsmessungen mit ultrahöher Genauigkeit
  • Vickers, Rockwell, Knoop, sphärischer, etc. Indenterspitzengeometrien
  • Mapping einer unbeschränkten Anzahl von Indents
  • Inline Imaging Optionen (3D Profiler empfohlen)
  • Hoher Durchsatz und die Wiederholbarkeit
  • Optionale erweiterte in-situ Sensoren
  • Benutzerdefinierbare Analyse-Algorithmen oder Modelle die Werkstoffseigenschaften zu berechnen
  • ASTM-, DIN- und ISO-konform

Nanotribologie Optionen

  • Leicht austauschbare lineare und rotierende Antriebe.
  • Temperatur, Feuchtigkeit und Gase Optionen.
  • Breiter Geschwindigkeitsbereich von ultra-hoch bis ultra-niedrig.
  • Ultra-niedrige Belastungen – präzise Servo-Steuerung der Belastungen, Geschwindigkeiten und Positionen für einzigartig reproduzierbare Testdateien.
  • Patentierte Sensoren für zeitgleiche Messungen von Kräften in X, Y und Z Richtungen.
  • Reibung, Verschleiß, Haftreibung, Haft - Gleit.

Fortgeschrittene in-situ Sensoren

AE – der hoch-frequenz akustische Emission Sensor detektiert eine Risseninitiierung und Verbreitung in den harten und metallischen Beschichtungen.

COF – wenn Beschichtung durchgebrochen wird oder wenn der Indenter tief in die Beschichtung gräbt, ändert sich die Reibung. Reibwert (statisch und dynamisch) ist automatisch kalkuliert.

ECR – elektrischer Kontaktwiderstand ändert sich wenn die leitende Spitze tiefer in die Beschichtung gräbt.

Inline Imaging

Fortgeschrittene in-situ und inline Imaging Optionen. Die Images sind automatisch nach den Tests regeneriert ohne die Probe aus dem Halter herauszunehmen.

AFM-Scanning Bereiche von 50 x 50 x 3 μm bis 180 x 180 x 14 μm

3D Profilometer-Scanning Bereiche von 10 x 10 x 10 μm bis 500 x 500 x 500 μm.

Hoch-Vergrößerung Mikroskop– mit drehbarem Kopf und mehreren Objektiven.

Mittel-Vergrößerung Mikroskop- für in-situ Imaging und präzise Positionierung; beide von Draufsicht und Seitenansicht.

Instrument Highlights

  • Modulare Aufbau ermöglicht Mikro- und Nano-Module in weniger als 5 Minuten austauschbar zu sein.
  • Kombination vom elektromagnetischen Kraftwandler und 3-Platten Kapazitätssensor um zu Industrie-höchste Stabilität und Genauigkeit zu gewährleisten.
  • Mehrere in-situ Sensoren (Akustik, elektrischer Widerstand, Reibung, Temperatur, Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, usw.).
  • Eigene hochentwickelte Servo-Steuerung der Belastungen, Geschwindigkeiten und Positionen.
  • In-line Nano- und Mikro-Imaging ohne die Probe abzuheben.
  • schnelle effektive echtzeitige Dateienüberwachung, Aufzeichnung und leistungsfähige Software für die statistische Analyse.
  • Optionale Umgebungskammer.
  • Automatisierte Bedienung von mehreren kleinen und großen Proben.

Drei Kopf Positionen

Links
Mechanisch (leicht austauschbare mikro und nano Köpfe).
Mittlere
Mikroskop mit drehbarem Kopf (bis 4 leicht austauschbaren Objektiven).
Rechts
Imaging (leicht austauschbare AFM und 3-D Profiler).

Standards

ASTM E2546
Neues standard Verfahren für Nano-Indentierung
ISO 14577
Instrumentierte Indentierung für Härte
ASTM C1624
Standard Methode für Haftfestigkeit und mechanischen Bruch von keramischen Beschichtungen
ISO 20502
Standard Test für fein Keramik Scratching
ASTM D7187
Scratchverhalten von Lackierungen

uvm.

Nano+Mikro Technische Spezifikationen

ParameterNano (NH-3)Mikro (MH-2)
Lastbereich
-auflösung
Reibbereich
-auflösung
Tiefenbereich
-auflösung
XY Tischbereich
-auflösung
Optisches Mikroskop
Ritzgeschwindigkeit
-länge
-tiefe
bis 500 mN
0,03 μN
bis 100 mN
3 μN
200 μm
0,02 nm
120 x 120 mm
0,1 μm
von 10x bis 2500x
1 μm/s bis 10 mm/s
1 μm bis 100 mm
1 nm bis 200 μm
bis to 20 N
0,1 mN
bis 10 N
0,2 mN
500 μm
0,1 nm
120 x 120 mm
0,1 μm
von 10x bis 2500x
1 μm/s bis 10 mm/s
1 μm bis 100 mm
10 nm bis 500 μm

Rasterkraftmikroskopmodul (AFM)

Nano-Imaging

Nano-Messungen

Nano-Mapping

Topographie

Nano-Rauheit

Laterale Nano-Reibung

Magnetische Eigenschaften

Verschleiß / Kratzer / Indent

Pull-Up Nano-Adhäsion

Anwendungen

  • Nano-Imaging in mechanischen und tribologischen Tests ohne Probenentfernung:
    • Vergleich zwischen Oberflächentopographie vor, nach und periodisch während der Tests
    • Periodisches Nano-Imaging (AFM) und kontinuirliches Mikro-Imaging (OM) von Verschleiß, Kratzer, Krachen, Indent Entwicklung, Wachstum und Verbreitung
    • laterales und Adhäsionsmapping von zu testenden Oberflächen vor, nach und während der Tests
  • Kraftmessungen in mechanischen und tribologischen Tests ohne Probenentfernung:
    • Vergleich zwischen AFM Nano-Reibung und UMT Mikro- und Makro-Reibung auf den Oberflächen
    • Vergleich zwischen AFM Nano-Adhäsion und UMT Mikro- und Makro-Adhäsion auf den Oberflächen

Nano Defektoskopie

  • Autopositionierung auf den Oberflächendefekten mit bekannten Koordinaten (X&Y or R&Θ), leicht runterladbar von optischen oder Stylos Makrocharakterisierungsinstrumenten
  • Rotierender oder linearer Probentisch mit Submikron-Positionierungsauflösung
  • Schadensanalyse und Qualitätssicherung auf den Proben bis 6”, optional 8”
  • Optische Displays (LCD, LED, Plasma)
  • Optische Discs (DVD, CD, PD)
  • Magnetische Discs und Head Wafers
  • Halbleiter und MEMS Wafers

Technical Highlights

  • Industrielles Rasterkraftmikroskop (AFM)
    Funktionen:
    • Rasterkraftmikroskopie
    • Phase Imaging
    • Magnetische Kraftmikroskopie
    • Lateralkraft-Mapping
    • Adhäsionskraft-Mapping
    • Kontakt, Halbkontakt und Kontaktfrei
    Scanning-Bereiche:
    • 50×50x3 µm
    • 100×100x9 µm
    • 180×180x14 µm
    Auflösung: 0.1 nm
  • Digitales hochauflösendes Optisches Mikroskop (OM) mit breitem Sichtfeld und eine farbige CCD Kamera
    • kontinuierliches Video
    • Standmikrobilder
    • Mikropositionierung der AFM Spitze
  • Volle mechanische und elektrische Integration in UNMT

Mikro-Scratch Modul

ist dazu bestimmt die quantitative Beschichtungshaftfestigkeit, Kratzer-Widerstand und Kratzer-Härte zu untersuchen und die folgenden Tests durchzuführen:
  • Kratzer-Widerstand
  • Kratzer-Adhäsion
  • Kratzer-Härte
  • Kratzer-Zähigkeit
Das Modul ist weit verbreitet für Tests von optischen Schichten, Halbleiterfilmen, flachen LCD- und Plasma-Displays, Verschleiß- und Korrosionsfesten Beschichtungen, dekorativen Beschichtungen und Lackierungen, Dateispeicherungsmedien-Oberschichten, Beschichtungen für Zerspanungswerkzeuge, Lacke und Polituren für Fahrzeuge, pharmazeutische Anwendungen usw.

Technical Highlights

  • Belastungsmechanismus: einzigartig präzise mit aktivem Feedback und Servosteuerung für die Normalkraft, entweder konstant gehalten oder steigend (stufenweise oder kontinuierlich)

  • Kratzwerkzeuge:
    • Rockwell und Vickers Indenters
    • Diamant Stylus 2-200 µm
    • Wolfram Karbid, Saphir, Stahl Kugeln 1,5-25 mm
    • Stahl Nadeln 0,1-1 mm
    • Patentierte Mikro - Klingeln 0,4-1,0 mm
  • Maximale normale Kraft 200N
  • minimale Auflösung der normalen Belastung: 1µN
  • mehrfache Sensoren:
    • akustische Emission: hohe Frequenz bis 5,5 MHz
    • Reibwert
    • elektrischer Kontakt oder oberflächlicher Widerstand: mOhms bis MOhms
    • Kapazität fürs Tiefen Monitoring
    • digitales optisches Mikroskop fur Mikro - Imaging: 550x
    • CCD Kamera: Video und Stille Images
    • Rasterkraft Mikroskop für Nano - Imaging: Kontakt und halb / non - Kontakt Moden
  • Probenformen: beliebige, inkl. irreguläre
  • Probengroßen: von Mikrons bis 150 mm
  • Probenstages: lineare oder rotierende
  • Positionierungsauflösung: < 1µ
  • Multi-Scratch: automatischer Modus

Anwendungen

Tribologische verschleißfeste Beschichtungen
TiN, TiC, DLC, WC
Zerspanungswerkzeuge
Halbleiters
Niedrig-K Werkstoffe
Interkonnektoren
Passivierungschichten
Biomedizinische
Tabletten und Pillen
Implantate und Gewebe
Dünne Schichten
CVD/PVD Beschichtungen
Solarzellen, MEMS, Brennstoffelemente
Optische Komponenten
Fensterglas
Linsen
Optische Schichten
Dekorative Beschichtungen
Hard-Disk Industrie
Disk und Schreib/Lesekopf Überschichten
DLC Beschichtungen
Automotiv & Aerospace
Lackierungen und Interschichten
Fenster
Motorenkomponenten

Relevante Technische Veröffentlichungen