Переход к содержанию страницы

Наноиндентор ZHN

Загрузить
Области применения
  • Определение твердости по ISO 14577
  • Испытания на царапание
  • Испытания на износ
  • динамические испытания
  • Профилометр
Испытательный груз
  • 0 - 20 Н
Область применения
  • Исследования и разработки

Новое измерение

Определение широкого спектра механических характеристик тонких слоев или малых зон поверхностей с необходимым разрешением усилия и перемещения - вот диапазон применения наноиндентора ZHN. Сюда входят измерение твердости вдавливания, модуля вдавливания и твердости по Мартенсу согласно ISO 14577 (инструментированное испытание на проникновение).

Наноиндентор ZHN для испытаний металлов и промышленных инструментов

Определение широкого спектра механических характеристик тонких слоев или малых зон поверхностей с необходимым разрешением усилия и перемещения - вот диапазон применения наноиндентора ZHN.

Преимущества и признаки

Преимущества и признаки

Многообразие и универсальность испытательной концепции
Области применения
ZHN „гарантирует надежность“
Оптимальные технологии в испытательной лаборатории
Универсальность и модульность
Твердость и модуль упругости по DIN EN ISO 14577
Разнообразные аксессуары

Многообразие и универсальность испытательной концепции

Универсальный наномеханический тестер ZHN представляет собой модификацию зарекомендовавшей себя техники наноинденторов фирмы ASMEC. Он впервые комбинирует две измерительные головки в обычном направлении (принцип наноиндентора) и в латеральном направлении (принцип определения твердости царапанием), оба работают совершенно независимо друг от друга с разрешением в нанометрах. Благодаря этому, впервые можно измерять латеральные кривые усилия/смещения, из которых можно выявить больше параметров материала, чем раньше (см. примеры использования). Сюда входит измерение латеральной жесткости и чисто упругих латеральных деформаций образца.

2-колонная нагружающая рама с центральным приводным шпинделем и прецизионные направляющие обеспечивают более жесткую конструкцию. Кроме того, ось индентора точно расположена на оси перемещения. Опрокидывающий момент не возникает, и погрешности Аббе исключены. Жесткость прибора более чем в 106 Н/м настолько высока, что больше не нуждается в корректировке, что значительно упрощает калибровку функции площади.

В отличие от приборов других производителей обе измерительные головки работают в направлении как растяжения, так и сжатия, так что реализуемы даже испытания на вдавливание с наложением вибрации и циклические усталостные испытания.

Области применения

  • Разработка покрытий: от мягких (полимеры) до твердых (алмазоподобные)
  • Определение критических напряжений для образования трещин или пластической деформации
  • Твердые покрытия для инструментов и в качестве защиты от царапин
  • Защитные покрытия на стеклянных изделиях
  • Лаки и золь-гель-покрытия
  • Автоматизированное измерение профильного прохождения на поперечных шлифах
  • Нанопокрытия для датчиков и MEMS/NEMS
  • Биологические материалы
  • Матричные эффекты в сплавах (Mapping)
  • Керамические материалы и композиты
  • Поверхности с ионной имплантацией
  • Анализ повреждений в микроэлектронике
  • Определение несущей способности поверхности (ELASTICA)

ZHN „гарантирует надежность“

Испытания в области науки быстро меняются . ZHN „гарантирует надежность“: платформа, предлагающая гибкость и надежность.

  • ZHN для всего нано- и микродиапазона обладает лучшим соотношением «сигнал/шум» (106) среди всех существующих наноинденторов, обычным и боковым.
  • С помощью измерительного микроскопа на 20 Н можно, помимо инструментированных испытаний на вдавливание в макродиапазоне, также проводить классическое определение твердости по Виккерсу и усталостные испытания.
  • Прибор ZHN уникален, благодаря системе регулирования по усилию и перемещению. Измерительные головы обладают высокой латеральной жесткостью – замена инденторов крайне проста, она не влияет на калибровку и точность измерения.
  • Модуль латерального усилия (LFU) превосходно подходит для испытаний на царапание, износ и многоосных испытаний: даже при увеличенных усилиях активные латеральные кривые смещения усилия измеряются с нм-разрешением.

Оптимальные технологии в испытательной лаборатории

Испытательная система в целом адаптирована к технологическим процессам и требованиям в испытательной лаборатории .

  • Интуитивный технологический процесс облегчает управление
  • Функция таймера в InspectorX позволяет осуществлять измерения во время «затишья»
  • Экономия времени с прибором ZHN: уникальная функция отображения измеряет топографию, коэффициент трения и модуль вдавливания за одно прохождение
  • Защитная кабина для снижения обусловленных окружающими условиями влияний на результаты измерений
  • Активная изоляция колебаний и специальный опорный стол для гашения внешних источников помех
  • Альтернативные измерительные головы можно безопасно хранить

Универсальность и модульность

Универсальность испытательной системы ZHN отличается разнообразными областями применения, а также модульностью и дополнительными возможностями адаптации aus.

  • Уникальную тандемную оптику с 2 камерами можно дополнить оптическими модулями анализа (например, WLI или AFM). Они полностью интегрируются в испытательную систему.
  • Прочный дизайн позволяет осуществлять интеграцию самых разных инденторов и держателей образца.

  • Замена индентора уникально проста.

  • InspectorX представляет собой современное программное обеспечение с обзорным дизайном и прикладными модулями

Профильное испытание с индентором Берковича

Твердость и модуль упругости по DIN EN ISO 14577

Обычно измерения проводятся с помощью индентора по Берковичу с регулированием усилия. Возможно проведение очень быстрых измерений (например, нагружение 10 сек., выдержка 5 сек. и разгружение 4 сек.).

  • Измеряемые величины:
  • твердость вдавливания HIT (можно переводить в HV)
  • твердость по Мартенсу HM или HMs
  • модуль вдавливания EIT (модуль упругости)
  • ползучесть вдавливания CIT или релаксация RIT
  • отношение упругой составляющей деформации к работе вдавливания ηIT

Всего можно выводить более 60 величин.

Разнообразные аксессуары

Разнообразные аксессуары обеспечивают универсальность и модульность.

Относительно аксессуаров ZHN

Технический обзор

Модульная структура включает в себя следующие компоненты:

  • 2-колонная нагружающая рама с центральным приводным шпинделем, прецизионные направляющие и гранитный цоколь
  • Снабженный мотором привод (центральный шпиндель) и программируемый моторизированный координатный стол
  • 3-осная система управления шаговым мотором в виде платы PCI-E
  • Тандемный микроскоп с 2 камерами и передним освещением (зеленый светодиод)
  • Управляющая электроника для машины и измерительной головки
  • Сменные измерительные головки номиналом до 20 Н
  • Управляющее и анализирующее программное обеспечение InspektorX
  • Программные модули для автофокуса
  • Программный модуль для обзорного изображения, составленного из отдельных картинок с большой глубиной резкости

Области применения наноиндентора ZHN

Области применения наноиндентора ZHN

Твердость и модуль упругости по DIN EN ISO 14577
Твердость по Виккерсу
Зависимые от глубины измерения с помощью модуля QCSM
расчет кривой напряжения/деформации с помощью нейронных сетей
Определение продольных профилей
Микроиспытание на износ
Испытание на царапание и микро-царапание
... и еще больше испытаний с прибором ZHN
Профильное испытание с индентором Берковича

Твердость и модуль упругости по DIN EN ISO 14577

Обычно измерения проводятся с помощью индентора по Берковичу с регулированием усилия. Возможно проведение очень быстрых измерений (например, нагружение 10 сек., выдержка 5 сек. и разгружение 4 сек.).

Измеряемые величины:

  • твердость вдавливания HIT (можно перевести в HV)
  • твердость по Мартенсу HM или HMs
  • модуль вдавливания EIT (модуль упругости)
  • ползучесть вдавливания CIT или релаксация RIT
  • отношение упругой составляющей деформации к работе вдавливания ηIT

Всего можно выводить более 60 величин.

Подробнее о твердости и модуле упругости
Твердость по Виккерсу, сравнение

Твердость по Виккерсу

Твердость по Виккерсу можно рассчитать из твердости вдавливания. Проведенное федеральным ведомством по исследованию материалов (ВАМ) с 20 материалами масштабное сравнение между традиционной твердостью по Виккерсу и рассчитанной с помощью алгоритмов InspectorX, пересчитанной из HIT твердости по Виккерсу выявило среднюю разницу менее чем в 10 %, в отличие от 25 – 30 % у других программных пакетов.

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

Подробнее о твердости по Виккерсу
QCSM - Quasi Continuous Stiffness Measurement

Зависимые от глубины измерения с помощью модуля QCSM

Метод „Quasi Continuous Stiffness Measurement” представляет собой новый разработанный на фирме ASMEC модуль, позволяющий определять контактную жесткость образца не только с помощью кривой разгружения для глубины, но и для многих точек во время процесса вдавливания. Благодаря этому, можно, независимо от глубины, определять твердость и модуль упругости в одном и том же месте образца. Дополнительно повышается чувствительность измерения при малых усилиях, так что можно определять значения жесткости даже при очень малых усилиях и значениях глубины вдавливания. С помощью модуля QCSM рост нагрузки на короткое время (1 - 4 сек.) останавливается, и на напряжение от пьезоэлектрического эффекта накладывается синусоидальное колебание. В отличие от других методов амплитуда усилия пли перемещения не задается напрямую. Амплитуда и фаза колебаний определяются с помощью фильтра Lock-In.

Подробнее о модуле QCSM
Анализ нейроновой сети с помощью прибора ZHN

расчет кривой напряжения/деформации с помощью нейронных сетей

В сотрудничестве с исследовательским центром в г. Карлсруэ был разработан метод, позволяющий из отпечатков индентора в форме шарика определять комплексную кривую напряжения/деформации металлов. Он основан на использовании нейронных сетей для идентификации параметров и учитывает также кинематическое упрочнение.

Подробнее о расчете кривых напряжения/деформации
Измерение продольного профиля с помощью прибора ZHN

Определение продольных профилей

Сканирование поверхности можно проводить как с модулем латерального усилия (LFU) в направлении X с разрешением в нм, так и без LFU с помощью координатного стола с разрешением в μм. При этом определяются значения шероховатости: Ra, Rq или Rt.

Подробнее об определении продольных профилей
Микроиспытание на износ с помощью наноиндентора ZHN

Микроиспытание на износ

Можно проводить осциллирующие испытания на износ с амплитудой до 140 µм.

Подробнее о микро-испытаниях на износ
Испытание кремния на микро-царапание, Fmax 500 мН

Испытание на царапание и микро-царапание

Обычно испытания проводятся со сферическими наконечниками радиусом от 5 до 10 μм. Это позволяет максимальному напряжению располагаться по большей части в слое, а не в подложке. Возможно многократное сканирование поверхности. Благодаря малой длине царапины, снижаются износ наконечника и влияние шероховатости поверхности.

Подробнее об испытаниях на царапание и микро-царапание

... и еще больше испытаний с прибором ZHN

  • Измерения адгезии (например, у жидкостей)
  • Чисто упругие измерения с помощью сферического индентора для определения Е-модуля даже у очень тонких твердых слоев (толщиной менее 50 нм)
  • Микроиспытания на растяжение
  • Усталостные испытания с малым количеством циклов
Подробнее о наноиндентации

Есть вопросы относительно продукции?

Свяжитесь с нашими экспертами.
Мы с удовольствием Вас проконсультируем!

 

Связаться сейчас

Подходящее оборудование и аксессуары

Интересные области применения

Инструментированное испытание на вдавливание по ISO 14577

Инструментированное испытание на вдавливание по ISO 14577 для обширного описания механических свойств материалов.
к Инструментированное испытание на вдавливание по ISO 14577

Наноиндентация

Наноиндентация представляет собой определение широкого спектра механических характеристик тонких слоев или малых зон поверхностей с необходимым разрешением усилия и перемещения.
к Наноиндентация

Загрузки

Имя Тип Размер Загрузить
  • Брошюра: Определение твердости с помощью оборудования фирмы ZwickRoell PDF 2 MB
  • Информация о продукте: ZHN - универсальная наномеханическая испытательная система PDF 2 MB
  • Информация о продукте: захваты для наноиндентора ZHN PDF 361 KB
  • Информация о продукте: ZHN/SEM - наноиндентор для растровых электронных микроскопов PDF 1 MB
  • Информация о продукте: нагреватель образца до 400 °C для ВТ-наноиндентации PDF 418 KB
Top