Nanoindentatore in vuoto NanoTest Xtreme

da Micro Materials

NanoTest Xtreme è un sistema per la caratterizzazione nanomeccanica di superfici e film sottili in grado di fornire in un'unica piattaforma diverse tecniche di misura in diverse condizioni ambientali per una simulazione più efficace delle reali condizioni di lavoro dei materiali sotto esame.

Features
Ampio range di carico: da 10 µN fino a 500 mN
Ampia disponibilità di test alternativi in aggiunta alla nanoindentazione classica
Il più ampio range di temperature disponibile in ambito di nanoindentazione: da -100°C a 850°C
Controllo delle condizioni ambientali
Una soluzione integrata in camera da vuoto per applicazioni ad altissima temperatura

Il sistema NanoTest Xtreme, lanciato sul mercato da Micro Materials nel Febbraio 2014, è il risultato di più di un decennio di ricerca e sviluppo nell'ambito di nanoindentazione ad alta temperatura. Questo sistema unico al mondo è integrato all'interno di una camera da vuoto per prevenire fenomeni di ossidazione di campione e punta, e limitare il drift termico. Il range di temperatura coperto va da -100°C ad oltre 850°C.  Analogamente al NanoTest Vantage, il sistema è una piattaforma universale per l'esecuzione di diverse tipologie di analisi delle proprietà meccaniche di superfici e film sottili. L'elevata modularità consente di combinare assieme diversi moduli di misura e permette di modificare lo strumento in funzione di specifiche necessità ed applicazioni.
Il frame in alluminio estremamente rigido in combinazione con un controller di ultima generazione garantiscono misure caratterizzate da elevatissime risoluzioni di carico e di spostamento, bassissimi drift, riduzione dei tempi di misura e delle operazioni di calibrazione.
Lo speciale design a pendolo della testa di carico garantisce un'eccezionale stabilità di indentazione, con prestazioni conformi alle normative ISO 14577 e ASTM 2546. Il nanoindentatore NanoTest Xtreme offre il più basso valore di drift fra tutti i sistemi disponibli sul mercato, sia a temperatura ambiente che ad alte temperature, consentendo l'applicazione di un ampio range di rate di carico durante le misure. In aggiunta alla classica modalità di nanoindentazione, è disponibile un'ampia gamma di esperimenti alternativi e complementari quali ad esempio misure di scratch e usura, nano-impatto e fatica, nano-fretting, che contribuiscono a simulare e riprodurre le diverse realtà di meccanismi di contatto ed usura cui sono sottoposti i materiali nel loro utilizzo quotidiano.

Range di carico:

• 10 µN – 500 mN 

Moduli di misura:

  • Nanoindentazione
  • Test di Nanoscratch con acquisizione simultanea della misura di frizione 
  • Misure di Nano-Impatto
  • Nano-Fretting con acquisizione simultanea della misura di frizione

Accessori per misure in ambiente controllato:

  • Livello di vuoto in camera 10-5 mBar
  • Stage per misure ad alta temperatura, fino a 950°C 
  • Stage per misure a bassa temperatura, fino a -100°C
  • Possibilità di flussare gas inerti e reattivi

Lo stage per misure in temperatura prevede il riscaldamento sia del campione che della punta (indenter) al fine di eliminare drift termici. La maggior parte dei moduli di misura sono compatibili con le opzioni per misure in ambiente controllato.

Opzione Imaging:

  • Microscopio ottico compatibile con alte temperature
  • Profilometro 3D (compatibile con stage per misure in temperatura)
Nanoindentazione

Il nanoindentatore NanoTest Xtreme permette l'esecuzione di esperimenti di nanoindentazione veloci ed estremamente accurati per la misura di proprietà meccaniche dei materiali quali durezza, modulo elastico, creep e altro. Applicazione tipica della nanoindentazione, che ha spinto allo sviluppo di questo tipo di strumentazione circa 30 anni fa, è la misura di film e ricoprimenti sottili. Grazie ad un sistema di posizionamento preciso ed accurato, il sistema permette di misurare le proprietà di materiali multi-fase e microstrutturati.                                   

  • Stima della durezza e del modulo elastico in conformità agli standard ISO attraverso l'uso del metodo di Oliver-Pharr
  • Analisi di omogeneità delle proprietà meccaniche attraverso esecuzione di mappe 3D
  • Esperimenti di Load-Partial-Unload per la stima di durezza e modulo elastico in funzione della profondità (depth profiling)
Nano-scratch e usura

Il modulo per misure di nano-scratch e fatica consente di eseguire analisi di proprietà di adesione e attrito utilizzando l'intero range di carico dello strumento. Questa opzione è compatibile con il modulo per misure ad alta temperatura.

Nano-impatto e fatica

Il nano-impatto è un metodo di analisi brevettato da Micro Materials che consente di eseguire misure ad elevato rate di sforzo contribuendo ad espandere enormemente le capacità di misura dello strumento ben oltre i test di nanoindentazione standard di tipo quasi-statico. Questo metodo, che consiste in misure di impatto ripetute con frequenza controllata, permette la stima della cosidetta "durezza dinamica" e dell'energia assorbita dal provino durante il test e trova larga applicazione nella caratterizzazione di coating protettivi per utensili da lavoro. Questa opzione inoltre è compatibile con il modulo per misure ad alta temperatura.

Test ad elevata temperatura

Fra le varie tipologie di controllo delle condizioni ambientali, la possibilità di eseguire misure a temperatura variabile, ed in particolare ad elevata temperatura, rappresenta il vero e proprio fiore all'occhiello del sistema NanoTest. Il range di temperature accessibile (-100°C÷850°C) consente di testare le proprietà dei materiali alle loro reali temperature di lavoro. Questa possibilità risulta di cruciale importanza in diversi settori applicativi, come ad esempio il test di coating protettivi utilizzati in condizioni non lubrificate, dove il calore prodotto dall'attrito sottopone i materiali a temperature largamente superiori a quelle ambiente. La configurazione a pendolo della testa di carico del NanoTest Xtreme, con geometria di indentazione orizzontale, in combinazione con il riscaldamento indipendente di punta e campione, garantisce livelli di drift e qualità dei dati semplicemente inarrivabili per qualsiasi altro sistema offerto sul mercato.

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