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ZHN 나노 압자

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응용 분야
  • ISO 14577에 따른 경도 시험
  • 긁기 시험
  • 마모 시험
  • 동적 시험
  • 프로파일로미터
시험 하중
  • 0~20N
응용 분야
  • R&D

새로운 치수

ZHN 나노 압자는 필요한 하중과 경로 분해능을 이용하여 박층이나 작은 표면적의 기계적 특성을 종합적으로 규정하는 데 사용합니다. 여기에는 ISO 14577(계장화 압흔 시험)에 따른 압흔 경도, 압흔 계수, 마르텐스(Martens) 경도 측정이 포함됩니다.

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

특장점

다양성과 유연성을 보장하는 시험 개념
응용 분야
ZHN으로 위험 방지
최적의 시험실 작업 흐름
유연성과 모듈성
DIN EN ISO 14577에 따른 경도 및 영률(Young's modulus)
광범위한 액세서리

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 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.
베르코비치 압자를 이용한 경도 시퀀스

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 HIT(HV 단위로 재평가)
  • 마르텐스 경도 HM 또는 HMs
  • 압흔 계수 EIT(탄성 계수)
  • 압흔 크리프 CIT 또는 릴랙세이션 RIT
  • 탄성 변형 성분 대 압흔 에너지 비율 nIT

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

ZHN 나노 압자 응용 분야

DIN EN ISO 14577에 따른 경도 및 영률(Young's modulus)
비커스 경도
QCSM 모듈을 이용한 깊이 의존 측정
신경망을 이용한 응력-변형 곡선 측정
높이 프로파일 측정
마이크로 마모 시험
긁기 및 마이크로 긁기 시험
ZHN의 추가적인 응용 분야
베르코비치 압자를 이용한 경도 시퀀스

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 HIT(HV 단위로 재평가)
  • 마르텐스 경도 HM 또는 HMs
  • 압흔 계수 EIT(탄성 계수)
  • 압흔 크리프 CIT 또는 릴랙세이션 RIT
  • 탄성 변형 성분 대 압흔 에너지 비율 nIT

총 60가지의 값을 측정할 수 있습니다.

경도 및 영률에 대한 상세정보
비커스 경도 비교

비커스 경도

비커스 경도는 압자 경도에서 계산할 수 있습니다. 연방재료시험연구소(BAM)에서 수행한 종합 시험에서는 기존의 비커스 경도 시험법, InspectorX 알고리즘으로 계산하고 HIT로 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 - 준연속 강성 측정

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
ZHN을 이용한 신경망 분석

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
ZHN을 이용한 높이 프로파일 측정

높이 프로파일 측정

표면 스캔은 nm-분해능의 X 방향에서 가로 방향력 장치(LFU)로 수행할 수 있으며 LFU 없이도 μm 분해능의 XY 테이블을 사용하여 수행할 수 있습니다. Ra, Rq 또는 Rt 같은 거칠기를 측정합니다.

높이 프로파일 측정에 대한 상세정보
나노 압자 ZHN을 이용한 마이크로 마모 시험

마이크로 마모 시험

진폭 140μm 미만의 진동 마모 시험을 수행할 수 있습니다.

마이크로 마모 시험에 대한 상세정보
실리콘 마이크로 긁기 시험, Fmax 500mN

긁기 및 마이크로 긁기 시험

시험은 일반적으로 반지름 5~10μm의 구형 끝부분으로 수행합니다. 최대 응력은 기판이 아닌 코팅에 있는 경우가 가장 많습니다. 표면을 여러 번 스캔할 수 있습니다. 긁는 길이가 짧아서 끝 부분의 마모와 표면 거칠기의 영향이 줄어듭니다.

긁기 및 마이크로 긁기 시험에 대한 상세정보

ZHN의 추가적인 응용 분야

  • 접착 시험(예: 액체)
  • 두께 50nm 미만의 단단한 박막 측정을 포함하여 영률(Young's modulus) 측정을 위한 볼 압자를 이용한 순수 탄성 측정
  • 마이크로 인장 시험
  • 반복 횟수가 적은 피로 시험
나노 압흔에 대한 상세정보

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나노 압흔
나노 압흔은 필요한 하중과 경로 분해능을 이용하여 얇은 코팅이나 작은 표면적의 기계적 특성을 종합적으로 규정하는 것입니다.
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  • 제품 정보: ZHN/SEM – 주사전자현미경용 나노 압자 PDF 1 MB
  • 제품 정보: 고온 나노 압흔을 위한 최대 400°C의 시편 히터 PDF 418 KB
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