划痕测试仪

NanoTest Xtreme 极端环境纳米力学测试系统 真空环境下 -150 °C 至 1200 °C 宽温域纳米与微米压痕测试

NanoTest Xtreme™ 是一款独特的纳米力学测试平台,专为在真正极端的环境中进行材料表征而设计。该系统将高真空操作与 -110 °C 至 1000 °C 的宽温域控制相结合,使研究人员能够在接近实际服役的条件下评估材料的力学性能与摩擦学特性。其超低热漂移设计为长时间的蠕变和变形研究提供了卓越的稳定性;而集成的纳米压痕、划痕、磨损、冲击及摩擦测试功能,则能对材料进行全面分析。可选的扫描探针显微镜(SPM)成像模块支持纳米级精确定位,并可针对特定的微观结构特征进行定点测试,这使得 NanoTest Xtreme 成为航空航天、核能、能源及先进材料研究领域的理想工具。

主要特点

极端环境温度测试(-150 °C 至 1200 °C)

该系统支持在高真空环境中,于 -150 °C 至 1200 °C 的宽温域内对材料进行全面表征。NanoTest Xtreme 可在接近实际服役温度的条件下,真实反映材料的力学性能、变形行为及摩擦学特性,适用于航空航天、核能、能源及先进制造等领域的材料研究与评估。

基于真空的环境控制

该系统具备最低可达 10⁻⁷ mbar 的高真空操作能力,可有效抑制高温环境下的氧化反应及低温条件下的表面结霜。可选配的气体回填功能可模拟特定应用气氛,为温度敏感材料、涂层及先进合金在实际服役条件下的性能表征提供可靠保障。

卓越的热稳定性

该系统具备低至 0.05 nm/s 的超低热漂移性能,为长时间、高稳定性实验提供了可靠保障。即使在极端温度条件下,仍能精确测量材料的蠕变、应力松弛及与温度相关的变形行为,为先进材料研究与服役寿命预测提供高质量数据支持。

精确定位与压痕选点

可选配的扫描探针显微镜(SPM)成像模块具备纳米级定位精度,可实现压痕位置的精确放置与微观特征区域的精准定位。用户可在分析不同相、晶界、涂层及微加工结构的同时,在整个温度范围内保持优异的测量精度。

全面的纳米力学性能表征

该系统在单一集成平台上集成了纳米压痕、划痕、磨损、摩擦、冲击及微动磨损等多种测试模式。凭借从纳牛顿级至 30 N 的宽载荷范围,NanoTest Xtreme 能够为先进材料提供高度灵活的全面力学与摩擦学性能表征。

更多相关信息

高真空环境下的精密高温纳米力学测试

NanoTest Xtreme™ 是市面上最灵活的多载荷范围、多测试技术高真空力学测试平台

它在NanoTest Vantage™业界领先的高温性能基础上,集成了高真空测试环境。

真空设备采用磁悬浮转子涡轮分子泵,并配有干式罗茨泵作为前级泵,能够快速、洁净地达到高真空度,且振动可忽略不计。超低振动意味着所有测试均可在所有泵运行的状态下进行,样品可按需在测试环境中长时间保持设定温度。

Xtreme™ 也可作为常规常压仪器使用,只需不运行真空泵系统即可。

NanoTest™ Xtreme™ 保留了 Vantage™ 的全部灵活性,同时针对真空兼容性进行了适当的设计改进。

仪器操作区域无遮挡,便于更换压头、安装样品和切换测试模式。与 Vantage™ 一样,Xtreme™ 可配置一个或多个加载头,以及单个或多个物镜的光学显微镜。工作真空度可在 30 分钟内通过抽真空达到。

NanoTest Xtreme advanced nanoindentation system for nanomechanical testing under high temperature, vacuum, and extreme environments.
Nanoindentation under vacuum for high-temperature mechanical characterization of advanced materials and coatings.

Vacuum-Ready Performance Without Compromising Flexibility

NanoTest™ Xtreme™ 保留了 Vantage™ 的全部灵活性,同时针对真空兼容性进行了适当的设计改进。

仪器操作区域无遮挡,便于更换压头、安装样品和切换测试模式。与 Vantage™ 一样,Xtreme™ 可配置一个或多个加载头,以及单个或多个物镜的光学显微镜。工作真空度可在 30 分钟内通过抽真空达到。

在整个工作温度范围内,系统均能维持超低的热漂移速率。

一个微悬臂梁样品在 700 °C 下进行了多循环弯曲测试,以驱动 W 1%Ta 合金晶界处的稳定裂纹扩展。为驱动缓慢的裂纹扩展,特意采用了 10 µN/s 的低加载/卸载速率,测试总接触时间为 2 小时。

NanoTest Xtreme delivering ultra-low thermal drift for precise high-temperature nanoindentation and nanomechanical measurements.
NanoTest Xtreme performing high-temperature nanoindentation under vacuum to prevent sample oxidation during testing.

真空兼容性能,灵活性毫不妥协。

这在表征近表面性能时至关重要,例如离子辐照效应、渗氮等表面处理,或 CVD 和 PVD 涂层在高温下的性能。

在硅晶圆表面利用 FIB(聚焦离子束)加工而成的微悬臂梁。采用压头作为成像探针对该悬臂梁进行成像,随后根据图像选定接触点进行弯曲测试。成像与测试均在 700 °C 高真空环境下完成。

镍基 Amdry 粘结涂层的高温力学表征

镍基 Amdry 粘结涂层在室温至 1000 °C 范围内的温度依赖性。

由于金刚石和立方氮化硼在高温下均会与镍合金发生反应,本研究采用蓝宝石压头进行。

Temperature-dependent nanomechanical properties of a nickel-based Amdry bond coating measured from room temperature to 1000°C.

探索更多

为进一步提升您的体验和理解,我们邀请您访问我们网站上的以下页面,我们认为这些页面对您的探索之旅至关重要:

  1. 用于先进材料表征的高温纳米压痕测试
  2. 用于涂层和材料的先进纳米划痕与磨损测试
  3. 用于高应力应用中先进材料性能的纳米冲击测试

这些页面提供了宝贵的见解和资源,以帮助您实现目标。

加载框架高抛光铝材,用于快速除气
载荷加载方式电磁式加载
使用标准压痕头时的最大载荷500 mN
配备高载荷压头选件时的最大载荷30 N
位移传感器电容式
载荷分辨率3 nN
位移分辨率0.002 nm
重复定位精度<0.04 µm
样品操控手动控制、网格压痕、特定区域选择、多样品同时安装
热漂移<0.005 nm/s
符合标准符合 ISO 14577《金属材料 硬度和材料参数的仪器化压入试验》和 ASTM E2546《仪器化压痕测试的标准实施规程》标准。
NanoTest Xtreme 高温台的最高温度1'200° C
压头尖端加热是的
可测试样品面积16 mm x 16 mm
温度控制反馈与恒功率
温控精度< 0.1 °
制冷台的最低温度-110° C
SPM纳米定位台-扫描范围100 µm x 100 µm
XY定位精度2 nm
真空运行模式真空或气体吹扫
真空度极限真空度 10⁻⁷ mbar(典型值 10⁻⁶ mbar)
选项纳米划痕、纳米磨损、纳米冲击、动态硬度

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