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原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統——微柱壓縮測試

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2023-04-01 08:34:20【

[文章導讀] (原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統)然而復合材料各成分及其界面處的機械性能的表征依舊是難點(diǎn)。

先進(jìn)鋼鐵的系統開(kāi)發(fā)要求對其復雜的多相微觀(guān)結構和性能進(jìn)行定量表征。此外,先進(jìn)多相鋼鐵材料的綜合性能由每種成分在材料中的體積分數和各自的性能決定。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統)(點(diǎn) 擊了解詳情)

各種成分的體積分數可以用先進(jìn)的可視化技術(shù)來(lái)量化,例如SEM原位電子背向散射衍射(EBSD)技術(shù)。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統然而復合材料各成分及其界面處的機械性能的表征依舊是難點(diǎn)。

一般每種成分和界面先用EBSD進(jìn)行識別,然后用聚焦離子束光刻技術(shù)從研究區域切割出微柱。第二步即可用納米力學(xué)測試系統進(jìn)行力學(xué)性能測試。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統然而介于樣品的微小尺寸,原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統納米力學(xué)測試系統必須具備一下特殊的技術(shù)功能:

- 能夠以極高的分辨率向小樣品上加載力,以檢測純滑移詳細

- SEM真空腔內的有限空間內實(shí)現高分辨率成像

- 以亞納米分辨率檢測和量化樣品形變,以測定滑移移動(dòng)

- 能夠以足夠高的頻率對力和位置數據進(jìn)行采樣以解決每個(gè)滑移事件

 

 

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

FT-NMT03原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統可以在SEM/FIB內對微柱機械性能進(jìn)行直接精確的測量。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統采用微力傳感器加載載荷配合高精度位置編碼器可以對微柱形變行為進(jìn)行壓縮、循環(huán)、蠕變或斷裂測試。

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統通過(guò)力-形變(應力-應變)曲線(xiàn),可以材料的機械性能進(jìn)行分析。此外還可獲得材料塑性形變機制和強化機制的具體觀(guān)測信息。

快速高分辨力傳感器

Femtotools已經(jīng)研發(fā)出一種基于微芯片的力傳感技術(shù),提供無(wú)與倫比的測試性能。得益于微小、微芯片傳感元件,使這種傳感技術(shù)能夠達到非常高的靈敏度,并確保測力的噪聲在亞納牛級別。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統而且傳感元件的體量非常小,從而使得共振非常高(即可以高頻率測量力。)除此以外,傳感器以單晶硅為基材,確保了整個(gè)生命周期內優(yōu)越的長(cháng)期穩定性和可重復性輸出。

 

 

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

可在SEM的最小工作距離下測量

為獲得最好的SEM/FIB成像質(zhì)量,能在最小工作距離下工作是非常重要的?;谛酒奈⒘鞲刑结樖沟脵C械測試能在近至4mm的工作距離下進(jìn)行,原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統并且不與SEM磁極片產(chǎn)生沖突。

SEM/FIB集成

得益于FT-NMT03納米力學(xué)測試系統的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統可以與市面上絕大多數的全尺寸SEM/FIB結合使用,在樣品臺上安裝和拆卸該系統十分簡(jiǎn)便,僅需幾分鐘。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

此外,由于FT-NMT03的獨特設計(無(wú)基座、開(kāi)放式),該系統可以和電子背向散射衍射儀(EBSD)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)技術(shù)兼容。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

 

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

應用舉例:微柱體中剪切帶的定量表征

針對高輻射環(huán)境下,如原子核反應堆和太空中,使用的材料,定量分析輻射對負載材料的力學(xué)影響是非常有必要的。SEM原位納米力學(xué)性能測試系統能夠對微柱體進(jìn)行壓縮測試,并高分辨地記錄應力-應變曲線(xiàn)。左圖顯示了經(jīng)受強輻射后的微柱體塑性變形的形貌以及應力-應變曲線(xiàn)。 原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

壓縮的微柱經(jīng)過(guò)線(xiàn)性彈性區間后(a),可以觀(guān)測到樣品的宏觀(guān)屈服和局部剪切形核(b)。隨著(zhù)應變的增大,剪切帶進(jìn)一步擴展直至柱體表面,此時(shí)應力驟降(c)。隨后,應力的小幅降低來(lái)源于原子平面的平行滑移(d)。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

 

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

應用舉例:CNT柱的單軸壓縮測試

平行排列的碳納米管(CNT)柱在柔性電池、熱界面材料和3D超級電容器方面有很大的應用潛能。這些CNT柱的力學(xué)性能不僅與單個(gè)的CNT力學(xué)性能有關(guān),而且與CNT的排布密度和管與管間的相互作用力有關(guān)。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統右圖顯示了單軸壓縮實(shí)驗表征CNT柱的力學(xué)性能。首先,將微力傳感探針和樣品臺上的CNT柱精確對準(a)。然后,對CNT柱施加預定的載荷,測試系統記錄力和位移數據,同時(shí)通過(guò)SEM獲得微結構形變的高分辨圖像(b)。原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統用戶(hù)可實(shí)時(shí)跟蹤柱體的塑性變形(c)以及載荷釋放后柱體的應力松弛過(guò)程(d)。

 

原位SEMFIB納米力學(xué)性能測試系統

結論

原位SEM微柱壓縮實(shí)驗可用作多相鋼鐵材料中各成分機械性能的定量分

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