ZHN 나노 압자

금속 및 산업용 툴 시험용 ZHN 나노 압자

ZHN 나노 압자는 필요한 하중과 경로 분해능을 이용하여 박층이나 작은 표면적의 기계적 특성을 종합적으로 규정하는 데 사용합니다.

특장점

다양성과 유연성을 보장하는 시험 개념

ZHN 만능나노기계시험기는 ASMEC의 입증된 나노압자 기술에서 파생되었습니다. 이 최초 개발에서 두 개의 측정 헤드는 수직(나노압자 원리) 및 측면(긁기 시험기 원리) 방향으로 결합되어 나노미터 분해능으로 서로 완전히 독립적으로 작동합니다. 이제 최초로 가로 방향력-변위 곡선을 측정할 수 있어 이전 보다 더 많은 재료 파라미터를 획득할 수 있습니다(일반 응용 분야 참조). 여기에는 시편의 측방향 강성과 순수 탄성 측면 변형 측정이 포함됩니다.

2-칼럼 로드 프레임은 단일 중앙 리드 스크류 드라이브와 정밀 유도가 특징이며, 더 견고한 프레임 설계를 보장하는 반면 압자 축은 이동 축에 정확히 위치합니다. 전복 모멘트가 발생하지 않고 아베(Abbe) 오류는 제거됩니다. 장치 강성이 10⁶N/m 이상으로, 보정은 필요하지 않으며 영역 함수의 보정은 매우 간단합니다.

다른 제조업체의 설비와 달리, 두 측정 헤드 모두 인장 및 압축 방향에서 작동하기 때문에 중첩 진동과 반복적인 피로 시험으로 압흔 시험을 수행할 수 있습니다.

응용 분야

연질(폴리머)에서 경질(다이아몬드형 코팅)로의 코팅 개발
크랙 형성 또는 소성 변형을 위한 임계 응력 측정
툴 및 긁힘 방지용 경질 재료 코팅
유리 보호 코팅
페인트 및 졸겔 코팅
횡단면 경도 횡단 자동 측정
센서 및 MEMS/NEMS 나노 코팅
생체재료
합금의 매트릭스 효과(매핑)
세라믹 재료 및 복합재
이온 주입 표면
마이크로일렉트로닉스 손상 분석

ZHN으로 위험 방지

과학의 응용 분야는 계속 변하고 있습니다. 단일 플랫폼으로 유연성과 안정성을 모두 갖춘 ZHN으로 안전한 방향을 택하세요.

ZHN은 모든 기존 나노 압자(수직 및 측면)의 전체 나노 및 마이크로 범위(106)에서 신호 대 잡음비가 가장 높습니다.
20N 측정 헤드를 사용하면 매크로 범위의 계장화 압흔 시험 외에도 전형적인 비커스 경도 시험과 피로 시험을 수행할 수 있습니다.
ZHN은 실제 힘과 변위 제어가 고유한 특징입니다. 측정 헤드는 측면 강성이 높아 압자 교체가 매우 쉬우며, 교정 또는 측정 정확도에도 영향을 미치지 않습니다.
가로 방향력 장치(LFU)는 긁기, 마모, 다축 시험에 적합합니다. 힘이 더 큰 경우에도, 가로 방향력 변위 곡선을 nm 해상도로 측정합니다.

최적의 시험실 작업 흐름

전체 시험 시스템은 작업 흐름 기반으로 시험실 요구사항 시험을 위해 조정됩니다.

직관적인 작업 흐름으로 손쉬운 작동
InspectorX의 타이머 기능으로 조용한 시간에 측정 가능
시간을 절약하는 ZHN: 고유한 매핑 기능이 한 번의 실행으로 지형, 마찰 계수, 압흔 깊이 측정
시험 결과에 미치는 환경 영향을 줄이기 위한 덮개
외부 간섭원을 결합하기 위한 능동 진동 차단 및 특수 보조 테이블
대체 측정 헤드의 안전한 보관

유연성과 모듈성

ZHN 시험 시스템의 유연성은 다양한 적용 범위와 모듈성 및 후속 조정 기능을 통해 나타납니다.

카메라가 두 대인 고유의 텐덤 광학장치를 확장하여 광학 평가 장치(예: WLI 또는 AFM)를 포함할 수 있습니다. 이는 시험 시스템에 완전히 내장되어 있습니다.
견고한 설계로 다양한 압자와 시편 그립이 통합됩니다.
압자 교체가 굉장히 쉽습니다.
InspectorX는 설계와 응용 모듈이 명확하게 구조화된 최신 소프트웨어입니다.

DIN EN ISO 14577에 따른 경도 및 영률(Young's modulus)

일반적으로 힘 제어 기능이 있는 베르코비치 압자로 측정합니다. 예를 들어, 10초 하중, 5초 홀드 시간, 4초 하중 제거를 통해 빠르게 측정할 수 있습니다.

측정 가능한 값:
압흔 경도 H_IT(H_V 단위로 재평가)
마르텐스 경도 HM 또는 HMs
압흔 계수 E_IT(탄성 계수)
압흔 크리프 C_IT 또는 릴랙세이션 R_IT
탄성 변형 성분 대 압흔 에너지 비율 n_IT

총 60가지의 값을 측정할 수 있습니다.

광범위한 액세서리

광범위한 액세서리로 유연성과 모듈성을 제공합니다.

ZHN 액세서리

기술 개요

모듈식 어셈블리 구성요소

중앙 리드 스크류 드라이브, 정밀 유도, 화강암 기반이 있는 2-칼럼 하중 프레임
모터구동식 중앙 리드 스크류 드라이브와 프로그래밍 가능한 모터구동식 X-Y 테이블
PCI-E 슬롯 카드로 3-축 스테퍼 모터 제어
카메라 2대와 LED 입사 조명(녹색 LED)이 있는 텐덤 현미경
기계 및 측정 헤드용 제어 전자장치
최대 20N의 상호교환식 측정 헤드
Inspector X 제어 및 평가 소프트웨어
자동 초점용 SW 모듈
피사계 심도가 큰 개별 이미지로 구성된 전체 이미지용 SW 모듈

ZHN 나노 압자 응용 분야

DIN EN ISO 14577에 따른 경도 및 영률(Young's modulus)

일반적으로 힘 제어 기능이 있는 베르코비치(Berkovich) 압자로 측정합니다. 예를 들어, 10초 하중, 5초 홀드 시간, 4초 하중 제거 등과 같은 기능을 통해 빠른 측정이 가능합니다.

측정 가능한 값:

압흔 경도 H_IT(H_V 단위로 재평가)
마르텐스 경도 HM 또는 HMs
압흔 계수 E_IT(탄성 계수)
압흔 크리프 C_IT 또는 릴랙세이션 R_IT
탄성 변형 성분 대 압흔 에너지 비율 n_IT

총 60가지의 값을 측정할 수 있습니다.

경도 및 영률에 대한 상세정보

비커스 경도

비커스 경도는 압자 경도에서 계산할 수 있습니다. 연방재료시험연구소(BAM)에서 수행한 종합 시험에서는 기존의 비커스 경도 시험법, InspectorX 알고리즘으로 계산하고 H_IT로 재평가한 값을 이용한 비커스 경도 시험법을 바탕으로 20가지 재료를 비교했습니다. 다른 소프트웨어 패키지와 비교했을 때 10% 미만 대 25~30%의 평균 차이를 보였습니다.

[T. Chudoba, M. Griepentrog, International Journal of Materials Research 96 (2005) 11 1242 – 1246]

비커스 경도에 대한 상세정보

QCSM 모듈을 이용한 깊이 의존 측정

"준연속 강성 측정 방법(QCSM)"은 깊이뿐만 아니라 압흔 과정에서 많은 지점에 대한 하중 제거 곡선을 사용하여 샘플 접촉 강성을 결정할 수 있도록 ASMEC에서 개발한 모듈입니다. 이를 이용하여 하나의 동일한 샘플 위치에서 경도와 영률을 깊이에 따라 측정할 수 있습니다. 또한 저하중에서의 측정 감도가 증가하여 초저하중 및 압흔 깊이의 강성 값을 측정할 수 있습니다. QCSM 모듈을 사용하면 하중 증가가 잠시 동안(1~4초) 일시 중지되고 정현 진동이 피에조 전압에 중첩됩니다. 다른 방법과는 달리 힘 또는 변위의 진폭이 직접적으로 지정되지 않습니다. 진폭 및 진동 위상은 록인 필터를 이용하여 측정합니다.

QCSM 모듈에 대한 상세정보

신경망을 이용한 응력-변형 곡선 측정

칼스루헤 연구센터(Karlsruhe Research Center)와 함께 구형 압자로 만든 압흔에서 금속의 전체 응력-변형 곡선을 측정할 수 있는 방법을 개발했습니다. 이는 파라미터를 식별하기 위해 신경망을 이용하는 것을 기반으로 하며, 이동(kinematic) 경화도 고려합니다.

응력-변형률 곡선 계산에 대한 상세정보