高温Nanoindentation的发展

高温nanoindentation与许多应用程序是一个受欢迎的方法在材料科学、生物科学、涂料和添加剂制造。亚博网站下载亚博老虎机网登录调查的方法通常是利用材料的力学性能在小长度尺度。亚博网站下载

由于机械性能通常是与温度有关的,高温nanoindentation将产生重大影响的发展相对于工业应用,材料在高温下使用或处理。亚博网站下载

文中对纳米压痕技术的测试开发

压痕测试覆盖范围的确定材料的机械性能的技术。亚博网站下载

这些倾向于遵循相同的格式:缩进与探针测试材料,直到创建一个印象,和描述这种材料的力学性能取决于负载的大小,硬度计压头的位移和样本,以及印象的几何学。

而大规模的缩进方法(如维氏或洛氏硬度测试)可以提供一个实际测量的相对硬度的各种材料,精密测量只能使用小载荷和压痕来完成。亚博网站下载¹Nanoindentation采用这种技术对其合乎逻辑的结论。

Nanoindentation被加载,范围从几micronewtons几millinewtons分布在一个区域范围从几平方纳米至几平方微米。

Nanoindentation产生变形的材料表面是如此微不足道,他们通常不能使用光学显微镜得到解决。

相对macro-indentation Nanoindentation提供了许多优势。压痕如此规模的促进能力衡量电影的机械性能,涂层和小样本从底层基板没有影响。²

另外,nanoindentation可以用于微尺度特征的调查或材料特性的变化,如各种成分阶段复杂的微观结构。³

早期nanoindentation系统首次在1970年代开发的,由微电子和生物材料增加兴趣,涉及小额样品和薄膜的研究。亚博网站下载⁴

nanoindentation现在广泛使用的材料的特性,主要是由于这样的事实,许多系统现在有能力自动化分析,因此只需要一个干净、平整和相对较小的样亚博网站下载本。⁵

随着技术的发展在1990年代早期(包括奥利弗和法尔分析),测量可以获得直接从force-extension曲线没有必要描述印象本身。⁶

传统nanoindentation过程可以产生统计评估测量一个广泛范围的自动机械性能,包括硬度和弹性模量。

高温Nanoindentation

与大多数的机械性能,硬度和弹性模量测量获得使用nanoindentation是基于与温度有关的特性。

为了准确地描述工程材料的力学行为与高操作或处理温度,高温nanoindentation必须执行。亚博网站下载

高温nanoindentation需要控制加热的样品和极端温度下硬度计压头——温度约800°C通常使用。高温nanoindentation通常是在真空中进行,避免样品氧化和其他大气的影响。

高温nanoindentation展品很多技术挑战,如样品氧化,温度漂移和热管理。

然而,高温促进nanoindentation系统诸如此类的Alemnis高温模块(HTM),促进了高温nanoindentation的普遍使用。

因此,高温nanoindentation持续增长的流行,和现在的传统方法探测温度对材料性能的影响。

应用高温Nanoindentation

高温nanoindentation为基本材料研究提供了一种新方法。亚博网站下载高温nanoindentation非常局部的本质意味着它可以用于全面调查材料的动力学特性的行为。

高温nanoindentation已经使用有效和成功地描述各种温度引起材料的影响。

这些包括相变在半导体硅和通用电气等⁷大块金属玻璃的结晶性能⁸P91钢的应力应变⁹并在固体原子水平的可塑性的起源。^10、11

高温nanoindentation也适合使用结合几种成像技术(包括SEM和TEM)或测量电气测量的一个共同的理解材料在纳米尺度上的行为。亚博网站下载¹²

的最新进展,这些复合现场技术促进实时调查温度对显微组织的影响和机械之间的交互,热和电效应在纳米尺度上。

影响检测和多周期的缩进也被用来研究电阻材料展示了在不同温度下对变形。

荷载位移曲线得到室温至500°C的影响测试与10 k CrN涂层的影响。所示的曲线是一个叠加20^th到40^th影响和残留的痕迹从室温和500°C nano-impact测试(100 k和k)使用钻石平冲头。图片来源:Alemnis AG)

高温nanoindentation系统适应快速热循环,因为nanoindentation测试利用小卷。薄膜的形变场的调查疲劳的重要电子和半导体行业的兴趣利用等特点。⁵

以及促进抗压测试,高温nanoindentation系统也由Alemnis使拉伸试验。这允许微量样品的高温动态测试和特性,比如通过聚焦离子束光刻。

Alemnis高温Nanoindentation系统

Alemnis标准汇编(ASA)是世界上最具活力的缩进系统,提供模块化平台开发纳米机械测试特定于应用程序的方法。

修改ASA的四个高温模块产生一个强大的、高性能、经济系统高温nanoindentation应用程序。

Alemnis高温模块方便加热到200°C在空气和多达1000°C真空。< 1的系统包含三个热传感器°C分辨率和精度两个独立的温度控制回路温度设置和监管。

结果是一个高温nanoindentation环境,可以控制的精度,同时保持温度稳定时间短。

今天联系Alemnis找到更多关于ASA高温nanoindentation应用程序的能力。

引用

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这些信息已经采购,审核并改编自Alemnis AG)提供的材料。亚博网站下载

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