Upínací přípravky
Vyhřívaný držák vzorků do 400 °C pro nanoindentace při zvýšených teplotách
Místo standardního držáku vzorků lze do ZHN nainstalovat i vyhřívaný držák. Využívá pasivní chlazení a nevyžaduje přívod vody. To umožňuje měření bočních sil a vrypové zkoušky bez přídavného působení bočních sil.
Využívají se dva topné okruhy. Pod vzorkem je umístěna topná deska a nad vzorkem je v krytu umístěn topný válec. Prodloužený adaptér ze sklokeramiky Macor je spolu s indentorem zasunut do krytu a zahříván společně s objemem vzduchu nad vzorkem. V topných tělesech jsou integrovány termočlánky PT100.
Po provedení testu lze horní kryt sejmout. Vizuální kontrolu povrchu vzorku lze provádět pomocí objektivu s velkou vzdáleností, aby nedošlo ke ztrátě přesnosti polohování. Vzorek a ohřívací deska jsou zespodu přitlačeny k zarážce. K upevnění vzorku není zapotřebí žádné lepidlo.
Měřicí hlavy pro nanoindentor ZHN
Univerzální nanomechanický přístroj ZHN kombinuje dvě měřicí hlavy v normálovém směru (princip nanodindentoru) a laterálním směru (princip scratch testeru), které pracují zcela nezávisle na sobě s nanometrickým rozlišením. Poprvé lze nyní měřit křivky bočních sil a posunutí, což umožňuje získat více materiálových charakteristik, než bylo možné dříve (viz typické aplikace). To zahrnuje také měření laterální tuhosti a čistě elastické laterální deformace měřeného vzorku.
Na rozdíl od přístrojů jiných výrobců pracují obě měřicí hlavy v tahu i tlaku, a tak umožňují provádět indentační zkoušky prokládané oscilací i ryze cyklické únavové zkoušky.
Normálová zatěžovací jednotka (NFU)
- Díky systému dvojitých listových pružin je zajištěn pohyb v normálovém směru a vysoká tuhost v bočním směru
- Robustní konstrukce
- Při přetížení nedochází k zablokování induktivního snímače, a proto nehrozí poškození
- Osa unese vyšší hmotnost, aniž by překročila měřicí rozsah. Snadno lze použít libovolné sondy dle požadavků uživatele
Laterální zatěžovací jednotka (LFU)
- Upínací čelisti jsou se vzorkem umístěny ve středu kolmo orientovaných listových pružin
- Při dostatečné tuhosti v normálovém směru se může snadno pohybovat v příčném směru bez změny vertikální polohy vzorku
- Generování síly je odděleno od jejího měření
- Aplikace a měření laterálních sil je možné bez příčného pohybu
Technický přehled
Č. výrobku | 1050945 | 1016415 | 1016416 | |
Zkušební síla Fmax., standardní1 | ±20 | ±2 | ±0,2 | N |
Zatížení, min. Fmin., standardní1 | Přibližně 2 | Přibližně 0,2 | Přibližně 0,05 | mN |
Digitální rozlišení, měření síly | ≤ 0,2 | ≤ 0,02 | ≤ 0,002 | μN |
Šum pozadí, měření síly | ≤ 302 | ≤ 32 | ≤ 0,32 | μN |
Posunutí, max. | ±2001 | ±2001 | ±2001 | μm |
Digitální rozlišení, měření posunutí | ≤ 0,002 | ≤ 0,002 | ≤ 0,002 | nm |
Šum pozadí, měření posunutí index 2 | ≤ 0,4 | ≤ 0,3 | ≤ 0,3 | nm |
Šum pozadí, měření posunutí (1 σ pro režim closed loop) | ≤ 0,15 | ≤ 0,15 | ≤ 0,15 | nm |
Rozměry | ||||
Výška | 162,6 | 163 | 158 | mm |
Šířka | 232 | 232 | 200 | mm |
Hloubka | 109 | 109 | 50 | mm |
Dynamický modul3 | ||||
Oscilační frekvence, max. | 300 | 300 | Hz | |
Frekvence, max. pro vyhodnocení tuhosti | 90 | 70 | Hz | |
Rychlost záznamu dat | 40 | 40 | kHz | |
Max. amplituda oscilace zatížení | > 500 | > 50 | mN | |
Dynamický modul4 | ||||
Oscilační frekvence, max. | 100 | |||
Frekvence, max. pro vyhodnocení tuhosti | 30 | |||
Rychlost záznamu dat | 40 | |||
Max. amplituda oscilace zatížení | > 13 | |||
Hmotnost, cca | 4 | 4 | 1,5 | kg |
- Tlaková (např. instrumentovaná indentační zkouška) a tahová (např. měření adheze kapalin).
- Vše 1 σ při 8 Hz a pro použití aktivního tlumení vibrací. S pasivním tlumením vibrací přibližně 4x větší.
- Pouze ve spojení se softwarovým modulem QCSM.
- Pouze ve spojení se softwarovým modulem QCSM
Popis | Hodnota | |
Č. výrobku | 1021148 | |
Zkušební zatížení, max. (Fmax.), laterální1 | cca 2 | N |
Digitální rozlišení, měření síly | ≤ 0,02 | μN |
Šum pozadí, měření síly | ≤ 6 | μN |
Dráha, max.1 | cca 75 | μm |
Digitální rozlišení, měření posunutí | ≤ 0,002 | nm |
Šum pozadí, měření posunutí | ≤ 0,5 | nm |
- v tlaku a tahu
Možnosti optických systémů
Standardně je součástí dodávky ZHN tandemový mikroskop s objektivem 50x. Volitelně je k dispozici objektiv 50x s prodlouženou pracovní vzdáleností. Jako druhý optický prvek lze navíc vestavět objektiv s pětinásobným zvětšením nebo interferometr s bílým světlem.
Nanoindentace a mikroskopie atomárních sil (AFM) mohou být zkombinovány v jediném systému a umožňují komplexní (polo)automatickou analýzu. V prvním kroku se pomocí mikroskopu atomárních sil změří drsnost povrchu, což pomůže určit minimální hloubku vtisku. Vzorek se poté umístí pod nanoindentor a ve stejném místě se provede mechanická analýza. V posledním kroku lze vzorek přesunout zpět pod AFM, a charakterizovat tak vlastnosti vyvolané deformací a napětím v okolí vtisku, jako jsou efekty „pile-up“ a „sink-in“, nebo tvorba trhlin. Tyto jevy mohou ovlivnit zjištěné hodnoty tvrdosti a Youngova modulu.
Výhody optického systému
- 50x objektiv – optická cesta je směrována do dvou kamer přes rozptylovače paprsků a mezilehlé čočky
- V rámci optického zobrazení je možné
definovat měřící body- měřit vzdálenosti a perimetry
- zobrazovat a kontrolovat existující měřicí body stisknutím tlačítka
- ovládání osvětlení a parametrů obrazu
- zobrazení stupnic a doby záznamu
- Eliminace mechanického přesouvání objektivů umožňuje vysokou přesnost polohování a rychlé přepínání mezi zvětšeními
- I u povrchů s nízkou odrazivostí, jako je sklo, lze dosáhnout vysoce kvalitního zobrazení
- Funkce automatického zaostřování určuje správnou výšku pro ostrý obraz
- Automatické generování snímků měřicích bodů (programovatelné)
- Přehledový snímek složený z jednotlivých záběrů s velkou hloubkou ostrosti