原位觀察力學測試納米壓痕儀-電子顯微鏡TEM聯用 PI95為方便研究者得到特定參數,比如化學復合物的種類,或對材料已經造成的影響,除成像外,選擇區(qū)域衍射可以檢測樣品的取向和加載方向,原位力學檢測可以實時觀測和驗證。
原位觀察力學測試納米壓痕儀-電子顯微鏡TEM聯用 PI95適用JEOL TEM(不適用于UHR靴) 的PI-95可在納米尺度既可以輕松完成材料的電學測試,也可以同時進行拉伸、壓縮、彎曲等力學實驗。
原位觀察力學測試納米壓痕儀 PI95 能從納米到微米尺寸,相應加載力荷和壓頭位移的驅動下,
同步結合實現材料變形的觀察和力學性能的測試結果。
| 應用領域 | 測試項目 |
1、力和位移瞬態(tài)效應相關材料的研究 2、l位錯卒發(fā)研究 3、應力下的晶相轉變研究 4、納米線、納米球的力學測試,剪切帶或斷裂發(fā)生 5、拉伸試驗 6、半導體材料的原位電學研究 | 1、電學檢測 2、l壓痕測試 3、拉伸測試(配拉伸臺) 4、壓縮測試 |
原位觀察力學測試納米壓痕儀 - PI95 特點
1.針尖控制-三板電容傳感器
電鏡下,測試樣品的針尖的靈敏度和操控性是原位探測系統(tǒng)的關鍵,Hysitron PI95原位測試系統(tǒng)的Tips采用機械粗定位,壓電陶瓷細定位和三板電容傳感器精密驅動探測的技術,使得樣品的原位操控得以實現。三板電容傳感器的靜電驅動特性,可以使其長時間工作,不會出現靈敏度損失的情況。
三板電容傳感器控制的針尖同時還可以完成,做拉伸、壓痕測試。較小的體積使其能夠放進TEM樣品桿,載荷、位移的高檢測靈敏度,是納米材料的電學及力學性能得以探測。

2.耦合TEM
利用TEM的高分辨率,可以直接觀測整個材料動態(tài)變化的過程。傳統(tǒng)納米壓痕方法中,納米壓痕儀通過光學顯微鏡或原位掃描只能觀察到壓痕前及壓痕后的形貌變化,中間過程無法觀察到,載荷位移曲線上的一些突變我們無法解釋,甚至但從曲線會導致錯誤的解釋。Hysitron PI 95安裝于電鏡下,可以施加載荷,檢測位移,在電鏡下做壓痕、拉伸、彎曲、壓縮測試,可以借助TEM的高分辨率,觀測并記錄整個材料測試過程,觀測材料在力下發(fā)生的動態(tài)變化,如金屬位錯、相變、斷裂起始等。
3.拉伸測試
Hysitron公司開發(fā)的原位MEMS電子顯微拉伸臺,可以測試納米線、納米結構、金屬膜、小尺寸材料的拉伸強度。該裝置不測量載荷-位移數據并與樣品測試過程的實時圖像同步,還可以作為能量緩沖器,應變感應器和載荷力校準來使用。是市場上款用于定量原位TEM的拉伸測試裝置。

4.多控制模式
多控制模式包括閉環(huán)位移控制、開環(huán)加載控制和閉環(huán)力平衡控制等。
5.數據控制
傳感器和壓電陶驅動使用Performech?內嵌DSP的控制器在高循環(huán)頻率下工作,Performech?控制模塊,內部反饋控制回路頻率78KHz,載荷位移函數捕捉到壓痕產生過程中轉瞬即逝的變化,這對應變速率快的壓痕測試適用,如位錯、斷裂起始等,同時能降低噪音背景(<30nN)實現真正的微觀納米尺度測試。

6.在TEM中不同尺寸形狀、摻雜導電探針



(left) Berkovich (Mid) Cube Corner (Right) Conical
針對不同的材料和測試需求,Hysitron提供多種針尖,如上圖中三種Berkovich、Cube Corner和Conical等常規(guī)形狀的針尖,還可按客戶需求定制生產各種針尖,具體按照客戶用途和需求確定。此外,針對導電樣品,我們也有的硼摻雜金剛石針尖。由于采用的是硬的金剛石材料做針尖,因此其在日常使用中磨損較小,壽命很長。
7. 電學檢測

NanoECR是納米尺度電接觸電阻工具,提供大的無縫、原位電學和力學的測量。傳感器無以倫比的力學測試,提供工業(yè)力和位移測量。Hysitron(海思創(chuàng))提供導電硼摻雜金剛石探針用于標準力學和電學測試,這些導電探針可以應用任何Hysitron(海思創(chuàng))標準探針或任何定制幾何尺寸壓頭。此外,導電壓頭支架允許用戶裝載他們的導電探針或涂層材料化表征研究材料。Hysitron(海思創(chuàng))已經開發(fā)專有軟件為電學測量提供了用戶友好的控制和硬件自動化控制,多功能載荷函數編輯器允許單點或I-V曲線測量和獲取壓痕加載過程中任意點??梢钥焖贆z測和通過單雙坐標圖觀察或輸入到Hysitron(海思創(chuàng))TriboAnalysis軟件,提供進一步nanoECR數據分析和定制數據分析。
原位觀察力學測試納米壓痕儀 - PI95 技術參數
1. 儀器能同時同步提供原位納米力學材料測試結果和電子顯微中材料變形的觀察,
并能準確提供定量的載荷和位移的數據。
2. 設備應采用電容驅動和電容式位移傳感,在同一個傳感器執(zhí)行納米壓痕試驗靜態(tài)測試中
3. 施加縱向載荷: 1.5mN
4. 縱向載荷分辨率: <8nN
5. 縱向載荷噪音背景: <200nN
6. 壓痕深度: 5 μm
7. 位移分辨率: <0.02 nm
8. 位移噪音背景: <1 nm
9. 電鏡壓痕儀透過艙體現有接口接駁電線,應能安放在電鏡的艙體之內。
10. 電鏡壓痕儀能在電鏡內進行納米拉伸測試,利用小器件可以把壓縮應力轉換成拉伸應力。
11. 應采用壓電陶瓷驅動的平移平臺
(1) X-Y可移動范圍:50 μm、 (2) X-Y靈敏度: 2 nm、(3) Z可移動范圍: 3μm、(4) Z靈敏度: 0.1nm









