FT-NMT04纳米力学压痕仪 / FT-I04高分辨率纳米压痕测试系统

FemtoTools是一家瑞士高科技公司，研发团队依托于瑞士联邦理工学院-机器人与智能系统研究所（ETH-IRIS）Bradley Nelson 教授课题组，为微纳米尺度的机械测试和机器人处理研发超高精度仪器，充分满足半导体技术、微系统开发、材料科学、微型医学和生物技术等领域的挑战性要求。FT-NMT04纳米力学测试系统是一种多功能的SEM/FIB原位纳米压痕仪，能够精确地量化材料和微观结构在微米和纳米尺度的力学性能。基于MEMS技术的纳米压痕仪，FT-NMT04使用获得专利的FemtoTools微机电系统(MEMS)技术。基于二十多年的技术创新，FT-NMT04具有卓越的分辨率、可重复性和动态响应。FT-NMT04原位纳米压头用于金属、陶瓷、薄膜以及超材料和MEMS等微观结构的力学测试。此外，通过使用各种附件，FT-NMT04的性能可以扩展到各个研究领域的通用要求。典型的应用包括通过对微孔的压缩试验或对骨标本、薄膜或纳米线的拉伸试验来量化塑性变形机制。此外，压缩试验过程中的连续刚度测量可以量化微梁断裂试验过程中的裂纹扩展和断裂韧性。由于500 pn和50 pm的低噪声，FT-NMT04纳米压痕具有很好的重复性，以及纳米压痕与EBSD映射的空前相关性

产品特点

FT-NMT04 多种测试功能，可实现纳米压痕、压缩、拉伸、断裂、疲劳、蠕变等实验，可结合SEM、EBSD或STEM等探头实现定量力学测试和原位成像，基于获得专利的MEMS传感技术，可实现0. 5 nN至2000mN的力学测试和0.05 nm至21mm的位移测试， 高达500Hz的连续刚度测量（CSM）或疲劳测试，无需复杂的动态校准。

FT-NMT04紧凑的模块化设计，本征位移控制模式，可实现快速应力下降的精准量化 （也可通过反馈实现载荷控制模式），基于闭环控制的三轴或四轴样品定位台，可实现样品的精准定位，高达800°C的高温等温测试，简单便捷的压头面积函数校准和框架柔度校准程序，强大的数据分析工具，用于测量结果的分析、处理，SEM同步功能，可实现SEM图像、视频和力学测试数据的一一对应，可集成到几乎所有SEM中。

配置及参数

FT-NMT04 可以设置为三种不同的主要配置。

每个配置都是专门为一组应用程序设计的，并提供一组独特的功能。

此外，通过添加或移除 FT-SEM-ROT 旋转平台或 FT-SEMROT/TILT 旋转和倾斜平台，只需几个简单的步骤即可实现每种配置。

力感应范围：+/- 200 mN
• 力本底噪声 (10 Hz)：500 pN
• 位移范围：25 μm
• 位移本底噪声 (10 Hz)：50 pm
• 高达 500 Hz 的连续刚度测量和疲劳测试
• 尺寸：120 x 44 x 72 毫米

功能概览

纳米压痕：

可以进行低体积材料硬度和杨氏模量的测定、接触力学和动力响应的量化、多轴应力下变形机理的表征

微柱压缩测试：

微柱压缩测试功能可以进行滑动系统临界剪切应力的测定、单轴应力下变形机理的表征、延伸损伤和局部应变量化；

微悬臂梁断裂测试：

微悬臂断裂测试功能可以进行亚微米断裂韧性连续J积分、单调循环断裂行为的表征、单个裂纹产生和扩展的量化

微拉伸测试：

微拉伸测试功能可以进行屈服应力、较为限拉伸应力和断裂伸长的测定、单调循环载荷下断裂的表征、局部应变效应和裂纹扩展的量化

应用实例

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  微柱压缩

  对小体积材料局部进行测试，FT-MTA03提供位置控制和力控制纳米压痕。可倾斜显微镜能够在负载施加期间实时观察样品。

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  微悬臂断裂试验

  大位移和微小力传感能力使FT-MTA03成为软材料表征的理想工具。使用球形尖端来压入PDMS样品。除了标准材料参数，原始力-位移-时间数据也可根据不同的材料模型来提供。

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  微拉伸试验

  微技术的创新使得能够制造越来越小，高纵横比的结构。这种小型化导致尺寸和机械缺陷的增加。FT-MTA03可以测量微结构的尺寸和机械性能，以优化制造工艺。

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  机械测试与STEM/EBSD相关联

  昆虫翅是超轻的机械结构，由许多纵向静脉加强，在膜中形成闭合“细胞”的交叉连接。为了分析蝴蝶翼的空气动力学，需要翼的形状和力学的准确知识。右图为蝴蝶翼的形貌图。

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  连续刚度测量（CSM）

  现已组装了一系列用于生物筛选的纳米悬臂，在纳米悬臂顶端有可变的表面涂层。FT-MTA03 系统是用于测量纳米悬臂的弹性以及尖端的附着力。附着力对应纳米悬臂在卸载过程中的最小力。

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  纳米压痕

  测定小批量的硬度和杨氏模量，接触力学和动态响应的量化，多轴应力下变形机制的表征