Vakuum-Tribometer
Überblick
- Ultra-Hochvakuum-Fähigkeit bis 10⁻⁷ Torr
- Kraftbereich von mN bis 200 N für Reib- und Normalkraft
- Kryogene Kühlung ab 3,5 K
- Austauschbare Module für Tribologie-, Härte- und Kratzprüfungen
- Temperaturbereich bis 400 °C (optional bis 1000 °C)
Warum Vakuumtribologie? Fortschritte in der Raumfahrt-, Halbleiter-, Luft- und Raumfahrt- sowie Dünnschichttechnologie haben das Interesse an Material- und Beschichtungseigenschaften unter Vakuumbedingungen deutlich erhöht. Allerdings unterscheiden sich Reibungs-, Verschleiß- und Adhäsionsmechanismen im Vakuum erheblich von denen unter Umgebungsbedingungen. Aus diesem Grund erfordert die Entwicklung vakuumkompatibler Komponenten der nächsten Generation tribologische Prüfungen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen.
Daher basiert eine aussagekräftige Bewertung von Materialien für Vakuumanwendungen auf vakuumtribologischen Untersuchungen unter realistischen thermischen, mechanischen und umgebungsbedingten Bedingungen.
Das Rtec MVT-2 Vakuum-Tribometer ermöglicht eine präzise Regelung von Kraft, Geschwindigkeit und Temperatur zur umfassenden Analyse von Materialeigenschaften unter Vakuumbedingungen. Darüber hinaus sorgt ein einzigartiges Systemdesign mit patentierten Kraftsensoren für eine außergewöhnlich hohe Messgenauigkeit und Wiederholbarkeit.
Eine offene Kammerkonstruktion verbessert die Benutzerfreundlichkeit durch vollständige Sicht auf den Probenraum während des Probenwechsels. Gleichzeitig lassen sich verschiedene Reibungs-, Schmier- und Verschleißprüfungen – darunter Pin-on-Disk-, Kugel-auf-Disk- und linear-reziproke Tests – auf derselben Plattform durchführen.
Zusätzlich ermöglicht die modulare Systemarchitektur die Durchführung von Eindring-, Kratz- und Tribologieprüfungen ohne Systemwechsel. Mehrere standardisierte Vakuumkammerkonfigurationen stehen zur Verfügung, um ein breites Anwendungsspektrum abzudecken.
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Merkmale des Vakuumtribometers
Das Vakuum-Tribometer von Rtec-Instruments vereint mehrere patentierte sowie systemübergreifende Designinnovationen und ist damit das einzige kommerziell verfügbare Vakuum-Tribometer für ein breites Spektrum vakuumtribologischer Prüfungen auf einer einzigen Plattform.
Patentierter Kraftsensor
Schnelle Vakuumerzeugung
Erreichen eines Vakuumniveaus von 10⁻⁷ Torr in etwa 45 Minuten durch integrierte Vor- und Turbomolekularpumpensysteme.
Rotations- und Linearer-Modus
Rotationsprüfungen bis 5000 U/min sowie lineare reziproke Bewegung bis 6 mm/s, mit optionalen piezoangetriebenen Stufen für hochpräzise Bewegungsregelung.
Regelung von kryogen bis zur Hochtemperatur
Eine geschlossene kryogene Flüssighelium-Kühlung ermöglicht Prüfungen bis 3,5 K, während die Standardheizung Temperaturen bis 400 °C unterstützt; optional ist eine leistungsstarke Heizkammer bis 1000 °C verfügbar.
Geschlossene Kraftregelung
Eine echtzeitfähige, geschlossene Kraftregelung während der Prüfung ermöglicht die automatische Erstellung von Reibung-Last- und Reibung-Geschwindigkeits-Kennlinien unter Vakuumbedingungen.
Mehrere Anwendungsmodule
Die modulare Konfiguration ermöglicht Kratzprüfungen, Eindringprüfungen und tribologische Experimente auf derselben Vakuum-Tribometer-Plattform – ohne Systemumbau.
Kontrolle der Umgebungsbedingungen
Während der Experimente kann die Temperatur dynamisch angepasst werden, sodass nahtlose Übergänge von kryogenen Bedingungen (3,5 K) bis hin zu erhöhten Temperaturen von bis zu 400 °C auf derselben Plattform möglich sind.
Hochtemperatur- und Kryogenfähigkeit
Geschlossene kryogene und Hochtemperaturkammern ermöglichen kontinuierliche Prüfungen über einen außergewöhnlich breiten Temperaturbereich – von 3,5 K bis 400 °C, optional bis 1000 °C mit einer Hochleistungsheizkonfiguration – ohne System- oder Prüfaufbauwechsel.
Kontrolle der Umgebungsatmosphäre
Die Vakuumkammer unterstützt Prüfungen sowohl im Ultra-Hochvakuum als auch in kontrollierten Inertgasatmosphären und ermöglicht damit vakuumtribologische Untersuchungen unter anwendungsspezifischen Umweltbedingungen für die Luft- und Raumfahrt, Raumfahrt, Halbleitertechnik sowie die Forschung an fortschrittlichen Materialien.
Unübertroffene Wägezellentechnologie
Kapazitiver Kraftsensor
Ausgestattet mit einem patentierten multidimensionalen kapazitiven Kraftsensor bietet das MVT-2 Vakuum-Tribometer eine außergewöhnlich hohe Kraftauflösung und Langzeitstabilität für vakuumtribologische Anwendungen. Darüber hinaus ermöglicht diese Sensortechnologie präzise Messungen von Reibung und Verschleiß unter Ultra-Hochvakuumbedingungen. Zusätzlich erlaubt der breite Kraftbereich von mN bis 200 N die nahtlose Prüfung sowohl empfindlicher Dünnschichten als auch massiver Werkstoffe auf derselben Vakuum-Tribometer-Plattform.
Ultra-hohe Kraftauflösung
Eine ultra-hohe Kraftauflösung ermöglicht die Erkennung feinster Veränderungen im Reibungs- und Verschleißverhalten während der Prüfung.
Langzeit-Signalstabilität
Vernachlässigbare Signaldrift über lange Prüfzeiträume sowie über weite Bereiche von Last, Temperatur und Vakuumbedingungen.
Kalibrierte Genauigkeit
Kalibriert nach rückführbaren Normen, wodurch konsistente und reproduzierbare Ergebnisse über verschiedene Prüfungen und Laboratorien hinweg sichergestellt werden.
Breiter Testbereich
Prüfung von 2D-Materialien und Dünnschichten
Rotative Prüfkonfigurationen ermöglichen präzise Messungen von Reibung und Verschleiß an 2D-Materialien, Dünnschichten und ultradünnen Beschichtungen. Diese Konfiguration ist ideal für vakuumtribologische Untersuchungen im Nanobereich, bei denen extrem geringe Kräfte und eine hohe Empfindlichkeit erforderlich sind.
Extreme kryogene Prüfungen
Eine geschlossene kryogene Flüssighelium-Architektur ermöglicht einen nachhaltigen Betrieb mit nahezu verlustfreier Kühlung für die Prüfung von Reibung, Verschleiß, Härte und Kratzfestigkeit unter extrem kryogenen Bedingungen. Diese Konfiguration eignet sich besonders für Anwendungen in der Raumfahrt, der Kryotechnik sowie der Tieftemperatur-Materialforschung.
Prüfung von Vakuumfetten und geschmierten Oberflächen
Rotative Prüfkonfigurationen für massive Werkstoffe und geschmierte Oberflächen ermöglichen die Bewertung des Reibungsverhaltens unter Vakuumbedingungen. Diese Konfiguration unterstützt vakuumtribologische Untersuchungen im Mikro- und Makrobereich, einschließlich der Prüfung vakuumkompatibler Fette und Festschmierstoffe.
Versuchsergebnisse im Vakuum
Probe 1 – Plasmaoxid-Behandlung.
Probe 2 – Siliziumoxid-Behandlung.
- 10 N Normalkraft
- Geschwindigkeit 4 mm/s
- Beschleunigung von 0,1 mm/s²
- 10-6 mbars
Lösungen aus dem Vakuum-Tribometer
Für tribologische Prüfungen unter Ultra-Hochvakuumbedingungen ausgelegt, ermöglicht das MVT-2 Vakuum-Tribometer eine präzise Regelung von Last, Geschwindigkeit und Temperatur zur detaillierten Analyse von Reibung, Verschleißmechanismen und Materialverhalten im Vakuum. Daher eignet sich das System ideal für ein breites Spektrum an Anwendungen.
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Luft- und Raumfahrt
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Halbleiter
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Fortschrittliche Materialien
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Quanten-Computing
Viele Moglichkeiten mit dem Tribometer MFT-5000
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