近年来,关于进行高温纳米压痕测试的最佳方法有很多争论,热漂移、尖端侵蚀和噪声地板占据了阻碍此类实验的首要位置。Anton Paar TriTec一直处于这一开发工作的前沿,这导致了其高温超纳米压痕测试仪(UNHT)的推出3.HTV)。
早期的作品1,2已经证明,除了氧化外,热漂移是在高温测试中导致错误的关键问题之一,漂移率倾向于随着温度的升高而增加。在UNHT中解决这个问题3.HTV有了重要的发展,需要进行许多修改以适应所有可能的变量。
仪表
基于Anton Paar在纳米压痕方面的长期经验,纳米压痕是UNHT的核心3.HTV是基于非常成功的和专利的超纳米压痕测试仪(UNHT)3.),它已成为一种具有无与伦比的测量稳定性的仪器3,4.
图1所示。UNHT的示意图表示3.存在着系统。
它的测量头经过优化,以获得高温操作,并与专利待定的样品阶段,使测量可以在操作范围内的任何温度下进行,具有最高的热稳定性。
如图1所示,测量头、光学视频显微镜和样品台安装在一个高真空室中,能够被抽到10-7Mbar使用一个涡轮分子二级泵和一个主泵。真空操作的两个主要优点是:
(i)去除氧化的影响,这意味着可以测试样品材料而不使其表面机械性能因氧化物的产生而改变。亚博网站下载此外,还可以使用材料硬度计压头inadapted氧化环境:例如,钻石的硬度计压头材料在室温下选择但亚博网站下载它氧化~ 400°C以上,然后软化,变得容易钝化从而使nanoindentation几乎毫无用处。
(ii)限制腔内对流的热损失,从而大大有助于热稳定。
真空操作的主要缺点是阀门和泵的工作会在测量过程中引入额外的机械噪音,因此,为了尽可能减少这种噪音,我们采取了具体的措施,包括:
(a)材亚博网站下载料选择:框架的内部结构通过使用铝、铸铁和不锈钢的混合材料进行了优化,使机械阻尼达到最佳。
(b)在倒车阀和二次泵之间加入真空缓冲器,可以在不需要主泵的情况下运行数小时。这可以保持10-6Mbar真空10小时以上。
(c)使用带有低摩擦轴承的5轴磁悬浮涡轮分子泵,以减少机械振动。
(d)防振:整个真空室安装在4点防振台上,采用主动压缩空气使真空室“浮”起来,消除了大部分振动噪声。
(e)加强UNHT的弹簧3.HTV测量头提供6nmm的弹簧常数-1(相对于3纳米-1标准UNHT3.),从而保持一个可接受的噪音下限,并补偿压头和参考的额外质量。
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