スクラッチ試験機
NanoTest Xtreme -150°C～1200°Cの真空環境下におけるナノ・マイクロ圧痕試験
NanoTest Xtreme™は、真に過酷な環境下での材料特性評価のために設計された、独自のナノ力学試験プラットフォームです。高真空運転と-110 °C～1000 °Cの温度範囲を組み合わせることで、研究者は実際の使用条件下で機械的特性やトライボロジー特性を評価することができます。 超低熱ドリフトにより、長期にわたるクリープおよび変形試験において卓越した安定性を確保するとともに、高度なナノインデンテーション、スクラッチ、摩耗、衝撃、および摩擦試験機能により、包括的な材料解析を実現します。 オプションのSPMイメージング機能により、ナノメートル単位の精度での位置決めや、特定の微細構造の特徴を対象とした試験が可能となり、NanoTest Xtremeは航空宇宙、原子力、エネルギー、および先端材料の研究に最適です。
主な特長
極限温度試験（-150 °C ～ 1200 °C）
-150 °C から 1200 °C の範囲で、高真空下における材料の特性評価を行います。NanoTest Xtreme を使用すれば、航空宇宙、原子力、エネルギー、および先端製造分野における実用温度条件下で、機械的特性、変形挙動、およびトライボロジー性能を現実的な条件下で評価することが可能です。
真空を利用した環境制御
10⁻⁷ mbarまでの高真空運転により、高温下での酸化や極低温下でのフロスティングを防止します。オプションのガスバックフィル機能により、用途に応じた環境を構築でき、温度に敏感な材料、コーティング、および先端合金を、実際の動作条件下で正確に評価することが可能です。
卓越した熱安定性
0.05 nm/sという極めて低い熱ドリフトにより、長期にわたる高安定性の実験が可能になります。極限温度下でもクリープ、応力緩和、温度依存性変形を正確に測定し、先端材料研究や寿命性能予測のための信頼性の高いデータを提供します。
精密なターゲティングとインデント配置
オプションのSPMイメージングにより、ナノメートルレベルの位置決め精度が実現され、インデンテーションの位置決めや微細構造の特定を正確に行うことができます。全温度範囲にわたって卓越した精度を維持しながら、個々の相、粒界、コーティング、および微細加工構造を分析することができます。
ナノ力学特性の包括的な評価
ナノインデンテーション、スクラッチ、摩耗、摩擦、衝撃、フレッティング試験を、単一の統合プラットフォーム上で一元的に実施できます。ナノニュートンから30 Nまでの荷重範囲をカバーする「NanoTest Xtreme」は、先端材料の包括的な機械的・トライボロジー的特性評価において、比類のない柔軟性を提供します。
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高精度な高温ナノ力学試験のための高真空環境
NanoTestXtreme™は 、現在入手可能なマルチロードレンジ・マルチ試験手法に対応した高真空機械試験プラットフォームの中で、最も柔軟性の高い製品です 。
NanoTest Vantage™ が誇る業界トップクラスの高温性能を基盤とし、 高真空試験環境と統合されています 。
この真空装置は、磁気浮上式ローターターボ分子ポンプを採用しており、ドライルーツポンプをバックアップとして用いることで、振動をほぼゼロに抑えながら、迅速かつクリーンに高真空度を達成します。振動が極めて少ないため、すべてのポンプを稼働させたまま試験を行うことが可能であり、必要に応じて、試験環境内で試料を長期間にわたって所定の温度に保つことができます。
Xtreme™は、ポンプシステムを稼働させないだけで、通常の環境測定用機器としても使用できます。
NanoTest™ Xtreme™は、Vantage™の柔軟性をすべて維持しつつ、真空環境での使用に対応できるよう適切な設計変更が施されています。
装置へのアクセスは妨げられることがなく、圧子交換、試料の取り付け、試験モードの切り替えが容易に行えます。Vantage™と同様に、Xtreme™も1つまたは複数の荷重ヘッド、および単一または複数の対物レンズを備えた光学顕微鏡を組み合わせた構成が可能です。作動に必要な真空度には、排気開始から30分以内に到達します。
柔軟性を損なうことなく、真空環境にも対応できる性能
NanoTest™ Xtreme™は、Vantage™の柔軟性をすべて維持しつつ、真空環境での使用に適した設計変更が施されています。
装置へのアクセスは妨げられることがなく、圧子交換、試料の取り付け、試験モードの切り替えが容易に行えます。Vantage™と同様、Xtreme™も1つまたは複数の荷重ヘッド、および単一または複数の対物レンズを備えた光学顕微鏡を組み合わせた構成が可能です。作動に必要な真空度には、排気開始から30分以内に到達します。
動作温度範囲全体を通じて、極めて低い熱ドリフト率が維持されます。
W 1%Ta合金において、粒界を通る安定したき裂進展を促進するため、マイクロカンチレバー試料に対し、700 °Cで多サイクル曲げ試験を実施した。 低速のき裂進展を促進するため、意図的に10 µN/sという低い荷重・除荷速度を採用し、試験の総接触時間は2時間とした。
NanoTest™ Xtreme™の真空環境の主な目的は、試料の酸化を防ぐことです。
これは、イオン照射の影響や窒化処理などの表面処理、あるいは高温下におけるCVDおよびPVDコーティングの特性など、地表付近の特性を評価する際に不可欠です。
Siウェハーの表面にFIBで加工されたマイクロカンチレバー。このカンチレバーは、インデンターを撮像プローブとして用いて画像化され、その後、画像から接触点を選択して曲げ試験が実施された。画像撮影および試験は、700 °Cの高真空下で行われた。
ニッケル系アムドライ・ボンド・コーティングの高温における機械的特性評価
室温から1000 °Cまでの範囲における、ニッケル系アムドライ・ボンドコーティングの温度依存性。
ダイヤモンドと窒化ホウ素は、いずれも高温下でニッケル合金と反応するため、本研究ではサファイア製のインデンターを用いて実験を行った。
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皆様の体験と理解をさらに深めていただくため、当サイトでは、当社との旅において欠かせないと思われる以下のページをご覧になることをお勧めいたします：
これらのページでは、皆様が目標を達成するための有益な知見やリソースをご紹介しています。
| ロードフレーム | 急速脱ガス用の高度に研磨されたアルミニウム |
|---|---|
| アプリケーションを読み込む | 電磁気 |
| 標準ヘッド使用時の最大積載量 | 500 mN |
| オプションの高荷重用ヘッド装着時の最大荷重 | 30 N |
| 変位センサー | 静電容量式 |
| 負荷分解能 | 3 nN |
| 変位分解能 | 0.002 nm |
| 位置決め精度 | <0.04 µm |
| サンプルの取り扱い | 手動制御、グリッド刻み、特定の場所の選択、複数の試料の同時設置 |
| 熱ドリフト | <0.005 nm/s |
| 規格への準拠 | ISO 14577 および ASTM 2546 に準拠 |
| 高温ステージ 最高温度 | 1,200°C |
| 圧子先端の加熱 | はい |
| 試験可能なサンプル領域 | 16 mm × 16 mm |
| 温度制御 | フィードバックと定電力 |
| 温度精度 | < 0.1 ° |
| 低温段階の最低気温 | -110°C |
| SPMナノポジショニングステージ - スキャン範囲 | 100 µm × 100 µm |
| X・Y方向の位置決め精度 | 2 nm |
| 真空運転モード | 真空またはガスパージ |
| 真空度 | 最大 10-7（通常 10-6）mbar |
| オプション | ナノスクラッチ、ナノ摩耗、ナノ衝撃、動的硬度 |
