FT-I04 FEMTO高分辨率纳米压痕仪

FT-I04Femto纳米压痕仪是一种高分辨率的纳米力学测试系统，能够在微尺度和纳米尺度上准确量化材料的机械和摩擦学特性。作为世界上第一个基于MEMS的纳米压头，FT-I04使用获得专利的 FemtoTools微机电系统（MEMS）技术。利用二十多年的创新技术，该纳米压痕仪具有无与伦比的分辨率，可重复性和动态稳定性。FT-I04毫微微压痕仪针对金属，陶瓷，薄膜和涂层以及更顺应的微观结构例如超材料。此外，FT-I04是模块化的，可以扩展其功能，以适应各个研究领域的多功能需求。

典型的应用包括使用集成的连续刚度测量（CSM）模式对硬度和弹性模量作为压痕深度的函数进行量化，以及高分辨率的机械特性映射。此外，可选模块还可以进行刮擦和磨损测试，高分辨率扫描探针显微镜（SPM）成像以及高温测试。

Femto纳米压痕仪具有无与伦比的本底噪声（低至500pN的力（保证的真实世界值）和50pm的位移（保证的真实世界值）以及相对较大的200mN和20µm范围，可以全面研究机械性能。具有前所未有的准确性和可重复性的材料。

系统组件：

① 测量探头（可互换）包括：

•远程定位器，可在40mm范围内将纳米压痕尖端快速准确地靠近样品表面，位置感应分辨率为1nm

•压电扫描仪，用于对样品的材料特性进行高分辨率，位置控制的纳米机械测试。它的作用范围为20µm，并保证本底噪声小于50pm

•FT-S微力传感探头（可互换），具有各种尖端几何形状和材料选项，可测量高达200mN（FT-S200'000） 和低至500pN（FT-S200的本底噪声）的力 ）

② 2轴样品台，可在显微镜或纳米压头下准确定位样品。该位移台的行程范围为130x130mm，并具有1nm的本底噪声的闭环位置控制

③ 可互换的样品盘，最多可容纳6个样品和1个参考熔融石英样

④ 高刚度花岗岩测量架

⑤ 具有同轴照明的高分辨率，自上而下的光学显微镜，用于观察样品和轻松选择压痕位置

⑥ 隔音和环境控制外壳

特征：

① 高分辨率纳米压痕具有无与伦比的可重复性，可检测硬度和模量的最小变化

② 内部位置控制的测量，可直接记录和定量快速塑性和断裂事件（可选地，也可以进行力控制的测量）

③ 位移传感范围为20µm，保证的本底噪声小于50pm（精细模式），最大噪声为40mm，1nm的本底噪声（粗糙模式），覆盖9个数量级

④ 具有各种尖端几何形状和材料的可互换力感测探头，可在拉伸和压缩状态下从500pN到200mN的力感测，覆盖9级或以下

⑤ 坚固的纳米压头，具有高动态范围，具有称重传感器，共振频率高达50kHz，数据采集速率为96kHz

⑥ 从超浅深度到常规纳米压痕的纳米压头尖端几何形状的快速，准确校准（区域功 能校准）的集成程序

⑦ 表面，划痕和残留凹痕的SPM成像可量化表面损伤和变形，例如堆积或下沉

⑧ 结合使用可选的划痕测试模块和2轴微力传感探头，可进行高分辨率的纳米划 痕，纳米磨损和纳米摩擦测量

⑨ 广泛的数据分析工具，用于数据绘制，使用可自定义的拟合和函数进行分析以 及材料特性的提取和可视化

应用实例：

① 纳米压痕

Femto压痕仪可测量各种材料的硬度，模量，蠕变，松弛和断裂韧性，从散装金属和陶瓷到水凝胶，薄膜，硬质涂层。

Femto压痕仪具有标准压痕（ISO 14577）和自动程序，可快速校准针头形状。集成的连续刚度测量（CSM）模式使机械测量成为可能特性作为插入深度的函数。

② 属性映射 

为了研究不同样品，异质微观结 构或界面上机械性能的变化，Femto压痕仪具有一个样品台，其结合了130x130 mm的范围和1nm的本底噪声，可精确，可重复地瞄准特定位置 。它还可以高分辨率自动绘制机械性能。

纳米压痕最重要的应用是诸如硬度和弹性模量的属性的测量和映射。因此，纳米压痕仪最重要的功能是它能够检测这些性质的细微变化，以及可以测量这些性质的空间分辨率。

③ 浅层识别

Femto压痕仪可以在200mN的力范围和20µm的位移范围内进行各种测试。获得专利的FemtoTools基于MEMS的力传感器可提供亚纳米级的本底噪声，并与精细定位级的亚纳米级的本底噪声相结合。因此，Femto压痕仪是在低载荷和浅深度下可重复，高分辨率压痕的最终纳米压痕仪。通过在薄膜，纳米复合材料和纳米结构中的应用，它可以定量表征纳米级的特性。此外，固有位置控制能够使用低载荷下的纳米压痕来表征与位错事件相关的载荷不连续性。通常，压痕在低载荷下遵循赫兹曲线，直到位错的核化及其与点缺陷的相互作用触发快速应力下降。应力降幅度的直接量化使得能够测量与纳米级塑性变形机制相关的激活体积和能量。

④ 刮痕测试

Femto压痕仪可以通过划痕测试模块进行升级，以实现纳米划痕和纳米磨损测试以及SPM成像。 将2轴微力传感探头的钻石尖端推过样品表面，同时以给定速度施加倾斜或恒定的法向载荷。 划痕测试可提供有关纳米级摩擦学性能和破坏机理的定量见解，包括薄膜的粘附性，摩擦系数以及材料的划痕或耐磨性。 此外，高分辨率SPM成像可用于划痕，磨损或纳米压痕测试之前和之后的形貌成像。它可以直接显示测试前的表面粗糙度以及测试后的表面变形或损坏

配件：

① FTFT-S微力传感探针

FemtoTools FT-S微力传感探头是一种传感器，能够测量沿传感器探头轴的亚微纳顿至200毫牛顿的力。 压缩力和拉力都可以测量。与该力范围内的其他力感测系统相比，每个探头的一次SI可追踪的预校准与出色的长期稳定性相结合，可确保显着更高的测量精度。 还提供专业版本，包括2轴微力传感探头或尖端加热。FT-S微力传感探头具有各种尖端材料和几何形状，包括钻石Berkovich，立方角，平冲，楔形，圆锥形等。

② 刮擦测试模块

刮擦测试模块包括一个带有集成压电扫描仪的可交换样品台。这使得样品能够在平面内移动，同时施加法向力。 结合FemtoTools2轴微力传感探头，该模块可进行纳米压痕，纳米划痕和纳米磨损测试，以及表面粗糙度，高纵横比特征和残留划痕或凹痕的SPM成像。

③ 高温模块

高温模块可加热样品。 结合FemtoTools尖端加热传感器，可以在各种温度下对样品进行等温线纳米力学测试。 它不仅可以测量材料特性随温度的变化，而且可以定量研究热诱导的塑性变形和断裂机理的纳米尺度变化。

技术/规格