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原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用

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产品名称: 原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用
产品型号: PI95
产品展商: 美国海思创 Hysitron
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简单介绍

原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用 PI95是TEM专用的多用途、高灵敏度热学、电学和力学的测试系统,原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用在TEM上检测时,直接观察检测过程,使用侧面进样支架,不仅可以实现纳米尺度材料的成像观察,还可以同时进行加热和通电测试,并同步得到材料的力学数据,通过视频接口可以将材料的力学数据(载荷位移曲线)与相应TEM视频之间实现时间同步。


原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用  的详细介绍

原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用 PI95为方便研究者瞬间得到特定参数,比如化学复合物的种类,或对材料已经造成的影响,除成像外,选择区域衍射可以检测样品的取向和加载方向,原位力学检测可以实时观测和验证。

原位观察力学测试纳米压痕仪-透射电子显微镜TEM联用 PI95适用JEOL TEM(不适用于UHR极靴) 的PI-95可在纳米尺度既可以轻松完成材料的电学测试,也可以同时进行拉伸、压缩、弯曲等力学实验。

原位观察力学测试纳米压痕仪 PI95 能从纳米到微米尺寸,相应加载力荷和压头位移的驱动下,

同步结合实现材料变形的观察和力学性能的测试结果。

 

应用领域      
  测试项目

1、力和位移瞬态效应相关材料的研究

2、l位错卒发研究

3、应力下的晶相转变研究

4、纳米线、纳米球的力学测试,剪切带或断裂发生

5、拉伸试验

6、半导体材料的原位电学研究

1、电学检测

2、l压痕测试

3、拉伸测试(配拉伸台)

4、压缩测试








原位观察力学测试纳米压痕仪 - PI95 特点

1.针尖控制-三板电容传感器

     透射电镜下,测试样品的针尖的灵敏度和精确操控性是原位探测系统的关键,Hysitron PI95原位测试系统的Tips采用机械粗定位,压电陶瓷细定位和三板电容传感器精密驱动探测的技术,使得样品的原位操控得以实现。三板电容传感器的静电驱动特性,可以使其长时间工作,不会出现灵敏度损失的情况。 

    三板电容传感器控制的针尖同时还可以完成,做拉伸、压痕测试。较小的体积使其能够放进TEM样品杆,载荷、位移的高检测灵敏度,是纳米材料的电学及力学性能得以精确探测。

2.耦合TEM
    利用TEM的高分辨率,可以直接观测整个材料动态变化的过程。传统纳米压痕方法中,纳米压痕仪通过光学显微镜或原位扫描只能观察到压痕前及压痕后的形貌变化,中间过程无法观察到,载荷位移曲线上的一些突变我们无法解释,甚至但从曲线会导致错误的解释。Hysitron PI 95安装于透射电镜下,可以精确施加载荷,检测位移,在电镜下做压痕、拉伸、弯曲、压缩测试,可以借助TEM的高分辨率,观测并记录整个材料测试过程,观测材料在力下发生的动态变化,如金属位错、相变、断裂起始等。
3.拉伸测试
    Hysitron公司开发的原位MEMS电子显微拉伸台,可以测试纳米线、纳米结构、金属膜、小尺寸材料的拉伸强度。该装置不仅测量载荷-位移数据并与样品测试过程的实时图像同步,还可以作为能量缓冲器,应变感应器和载荷力校准来使用。是市场上唯壹款用于定量原位TEM的拉伸测试装置。

4.多控制模式

    多控制模式包括闭环位移控制、开环加载控制和闭环力平衡控制等。 
5.数据控制

    传感器和压电陶驱动使用Performech™内嵌DSP的控制器在高循环频率下工作,Performech™控制模块,内部反馈控制回路频率高达78KHz,确保载荷位移函数捕捉到压痕产生过程中转瞬即逝的变化,这对应变速率快的压痕测试非常适用,如位错、断裂起始等,同时能降低噪音背景(<30nN)实现真正可靠的微观纳米尺度测试。

6.在TEM中不同尺寸形状、掺杂导电探针 

          (left) Berkovich             (Mid) Cube Corner          (Right) Conical 

    针对不同的材料和测试需求,Hysitron提供多种针尖,如上图中三种Berkovich、Cube Corner和Conical等常规形状的针尖,还可按客户需求定制生产各种针尖,具体按照客户用途和需求确定。此外,针对导电样品,我们也有特制的硼掺杂金刚石针尖。由于采用的是超级硬的金刚石材料做针尖,因此其在日常使用中磨损较小,寿命很长。

7. 电学检测

    NanoECR是纳米尺度电接触电阻工具,提供功能强大的无缝、原位电学和力学的测量。传感器确保无以伦比的力学测试,提供工业领先力和位移测量。Hysitron(海思创)提供导电硼掺杂金刚石探针用于标准力学和电学测试,这些导电探针可以应用任何Hysitron(海思创)标准探针或任何定制几何尺寸压头。此外,导电压头支架允许用户装载他们的导电探针或涂层材料蕞大化表征研究材料。Hysitron(海思创)已经开发专有软件为电学测量提供了用户友好的控制和硬件自动化控制,多功能载荷函数编辑器允许单点或I-V曲线测量和获取压痕加载过程中任意点。可以快速检测和通过单双坐标图观察或输入到Hysitron(海思创)TriboAnalysis软件,提供进一步nanoECR数据分析和定制数据分析。

    

原位观察力学测试纳米压痕仪 - PI95 技术参数

    

1. 仪器能同时同步提供原位纳米力学材料测试结果和透射电子显微中材料变形的观察,

   并能准确提供定量的载荷和位移的数据。

2. 设备应采用电容驱动和电容式位移传感,在同一个传感器执行纳米压痕试验静态测试中

3. 蕞大施加纵向载荷: 1.5mN

4. 纵向载荷分辨率: <8nN

5. 纵向载荷噪音背景: <200nN

6. 蕞大压痕深度: 5 μm

7. 位移分辨率: <0.02 nm

8. 位移噪音背景: <1 nm

9. 透射电镜压痕仪透过舱体现有接口接驳电线,应能完全安放在透射电镜的舱体之内。

10. 透射电镜压痕仪能在透射电镜内进行纳米拉伸测试,利用小器件可以把压缩应力转换成拉伸应力。

11. 应采用压电陶瓷驱动的平移平台

 (1) X-Y可移动范围:50 μm、 (2) X-Y灵敏度: 2 nm、(3) Z可移动范围: 3μm、(4) Z灵敏度: 0.1nm

  12. 手动定位

 (1) X-Y可移动范围: 750 μm、 (2) Z可移动范围: 5000 μm

通常本底噪声。实际值将取决于显微镜的环境。

13. 数据采集率: 闭环载荷和位移控制数据采集不少于39 kHz

14. 设备应能够提供闭环载荷和位移控制, 控制回路速率为78 kHz

15. 控制设备应将DSP和FPGA蕞新技术嵌入, 并行USB 2.0高速连接

16. 电压:10 μV to 40V(为保护压头-样品软件限制到10V),10 μV的噪声层

17. 电流:20 pA to 3A(为保护压头-样品软件限制到10 mA),20 pA的噪声层 




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