納米力學(xué)測(cè)試儀 iMirco

靈活易用的力學(xué)測(cè)試可廣泛用于各種材料和應(yīng)用

iMicro專為壓痕、硬度、劃痕測(cè)試和多元化納米級(jí)測(cè)試等納米級(jí)力學(xué)測(cè)試設(shè)計(jì)。iMicro具有多量程加載驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)在寬泛的荷載和位移的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。iMicro能夠測(cè)試包括軟質(zhì)高聚物到硬質(zhì)涂層和薄膜等在內(nèi)的各種材料。模塊化系統(tǒng)選項(xiàng)可以完成各種不同應(yīng)用：特定頻率測(cè)試、定量劃痕和磨損測(cè)試、集成探針成像、高溫測(cè)試和自定義方法編程等。

除了能夠推進(jìn)高?？蒲兄?，iMicro還可以為以下材料和行業(yè)進(jìn)行納米壓痕測(cè)試和抗蠕變性測(cè)量：

主要功能

• 高度模塊化設(shè)計(jì), 既具有寬泛的測(cè)試功能，又可提供高通量的自動(dòng)化測(cè)試功能，并配有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析包，適用于納米力學(xué)性能測(cè)量、掃描探針顯微成像、高溫測(cè)量和IV電壓電流特性測(cè)試實(shí)時(shí)高效的實(shí)驗(yàn)控制，簡(jiǎn)單易用的測(cè)試流程開發(fā)和測(cè)試參數(shù)設(shè)置
  

• 標(biāo)準(zhǔn)的InForce 1000電磁驅(qū)動(dòng)器提供高達(dá)1N的驅(qū)動(dòng)力
  

• 集成高速控制器電子設(shè)備完成告訴數(shù)據(jù)采集高達(dá)100kHz，捕獲材料瞬間的響應(yīng)，例如鋸齒流變和斷裂現(xiàn)象。儀器使用工業(yè)界最短的時(shí)間常數(shù)20μs，精準(zhǔn)捕捉材料瞬間的真實(shí)響應(yīng)
  

• 集成了噪音隔離功能的高剛度框架，可確保對(duì)各種材料進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量
  

• 數(shù)碼變焦的高分辨光學(xué)顯微鏡，精確定位樣本
  

• 納米壓痕專家在線講授專業(yè)納米壓痕課程，以及移動(dòng)應(yīng)用程序能夠提供測(cè)試方法的實(shí)時(shí)更新
  

功能與選項(xiàng)概覽

KLA 核心技術(shù)

iMicro采用電磁驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器提供動(dòng)力，電磁驅(qū)動(dòng)加載模塊技術(shù)因其眾多的優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用在KLA的壓痕設(shè)備中,輕松實(shí)現(xiàn)載荷和位移的寬動(dòng)態(tài)范圍的控制,提供納米級(jí)的力學(xué)測(cè)試功能, 實(shí)現(xiàn)高精度觀察與定位測(cè)試樣本,以及樣品高度的簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)。在其標(biāo)準(zhǔn)配置中，iMicro采用了InForce 1000驅(qū)動(dòng)器，并提供模塊化控制器以便用戶按需要增加功能。iMicro具備高度模塊化設(shè)計(jì),可選配InForce 1000 或InForce 50驅(qū)動(dòng)器，并實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器軟件無縫切換，設(shè)備提供掃描探針成像功能、劃痕及磨損測(cè)試功能、高溫納米力學(xué)測(cè)試功能、連續(xù)剛度測(cè)試(CSM) 和高速3D及4D力學(xué)圖譜等模塊化升級(jí)選件。該系統(tǒng)兼容ISO 14577國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

iMicro 采用高階的InView™測(cè)試控制和數(shù)據(jù)采集軟件,包含用于簡(jiǎn)化測(cè)試設(shè)置的帶屏幕控制的InviewRunTest，可在測(cè)試期間或之后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的 InView ReviewData，和生成各種綜合性測(cè)試報(bào)告的 InFocus 軟件。

連續(xù)剛度測(cè)量（CSM）

• 壓入循環(huán)期間測(cè)量剛度和其他材料特性
  

KLA的連續(xù)剛度測(cè)量技術(shù)能夠輕松評(píng)估材料在應(yīng)變速率或蠕變效應(yīng)影響下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。CSM技術(shù)在壓入過程中保持探針以納米級(jí)的振幅持續(xù)振動(dòng)，從而獲得硬度、模量等力學(xué)性能隨深度、載荷、時(shí)間或頻率的變化而變化的特性。該選項(xiàng)提供學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的恒應(yīng)變速率測(cè)試方法，用以測(cè)量隨深度或載荷變化的硬度和模量。CSM還可用于其他高級(jí)測(cè)量選項(xiàng)，其中包括用于存儲(chǔ)和損耗模量測(cè)量的ProbeDMA™方法以及AccuFilm™消除基底效應(yīng)的薄測(cè)量等。連續(xù)剛度測(cè)量技術(shù)在InQuest控制器和InView軟件中集成，可以方便使用并保證數(shù)據(jù)的可靠性。

                使用 CSM 選項(xiàng)測(cè)量隨壓入深度而變化的彈性模量

AccuFilm™ 薄膜方法

• 通過校正襯底對(duì)測(cè)量的影響對(duì)超薄膜進(jìn)行表征
  

基于連續(xù)剛度測(cè)量技術(shù)(CSM)并結(jié)合Hay-Crawford模型的新一代AccuFilm™薄膜測(cè)試選件可測(cè)量附著于襯底的膜層材料，使用AccuFilm超薄膜方法是基于KLA科學(xué)家發(fā)明的的新一代超薄膜的測(cè)試技術(shù)，實(shí)驗(yàn)設(shè)置操作簡(jiǎn)單，對(duì)于軟襯底上的硬質(zhì)膜以及硬襯底上的軟質(zhì)膜，AccuFilm都可以校正襯底在膜測(cè)量中所帶來的影響。

使用 AccuFiLm 薄膜法，基底影響模量和純薄膜模量作為歸一化壓痕深度的函數(shù)

NanoBlitz 3D 快速力學(xué)性能分布

• 快速定量地測(cè)量表面力學(xué)性能分布

• 測(cè)量粗糙表面和/或異質(zhì)材料

• 通過增加觀察次數(shù)給出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果

NanoBlitz 3D 采用新一代快速納米壓痕測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)壓痕測(cè)試時(shí)間小于1秒。單次試驗(yàn)壓痕個(gè)數(shù)為100000（300X300矩陣），可在用戶的恒定加載力下，提供材料彈性模量，硬度和接觸剛度的三維圖譜?？焖偾掖罅康臏y(cè)試點(diǎn)極大的提高了統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，同時(shí)可以直接對(duì)不同相或不同特性區(qū)域進(jìn)行力學(xué)均值、分布和面積占比的統(tǒng)計(jì)。NanoBlitz 3D功能為用戶提供數(shù)據(jù)可視化和強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析處理功能。

使用 NanoBlitz 3D 選項(xiàng)繪制 WC-CO 復(fù)合材料的硬度分布圖和統(tǒng)計(jì)直方圖

NanoBlitz4D 力學(xué)性能斷層掃描

• 基于連續(xù)剛度測(cè)量(CSM) 技術(shù)的力學(xué)性能斷層掃描

NanoBlitz 4D力學(xué)譜圖利用InForce 50或InForce 1000驅(qū)動(dòng)器和Berkovich壓頭為低E/H值和高模量(> 3GPa) 材料生成納米力學(xué)性質(zhì)的4D圖。NanoBlitz4D以每個(gè)壓痕5秒的速度完成多達(dá)10,000個(gè)壓痕（30×30陣列），并為陣列中的每個(gè)壓痕測(cè)量隨深度而變化的楊氏模量(E)、硬度(H)和剛度(S)數(shù)值。NanoBlitz 4D采用恒應(yīng)變速率方法，為用戶提供數(shù)據(jù)可視化和強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析處理功能。

使用 NanoBlitz 4D 選項(xiàng)針對(duì)多層薄膜繪制兩個(gè)不同壓入深度的彈性和塑性分布圖

ProbeDMA™ 高聚物測(cè)試

聚合物測(cè)試包中配置了圓底平頭探針、粘彈性測(cè)試標(biāo)樣和粘彈特性的測(cè)試方法，該測(cè)試選件基于連續(xù)剛度測(cè)量技術(shù)，可在不同頻率條件下對(duì)材料進(jìn)行高效可靠測(cè)量，得到儲(chǔ)存模量和損耗模量與頻率的變化關(guān)系。該測(cè)量技術(shù)對(duì)納米量級(jí)的聚合物及聚合物薄膜的力學(xué)表征至關(guān)重要，優(yōu)于傳統(tǒng)DMA測(cè)試設(shè)備。

使用圓底平頭探針測(cè)試一系列標(biāo)準(zhǔn)高聚物樣品的儲(chǔ)能模量

劃痕和磨損測(cè)試方法

• 壓頭通過樣品表面時(shí)對(duì)其施加恒定或漸增的載荷

iNano系統(tǒng)可以對(duì)多種材料進(jìn)行劃痕和磨損測(cè)試。在涂層和薄膜經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 和引線鍵合等的多種工藝處理的時(shí)候，其強(qiáng)度及其對(duì)基材的附著力會(huì)備受考驗(yàn)。在加工工藝中，材料是否能抵抗塑性變形并保持完整而不從襯底上起泡非常重要。理想情況下，介電材料具有高硬度和高彈性模量，因?yàn)檫@些參數(shù)有助于了解材料在制造工藝中的性能變化。

劃痕測(cè)試的定量分析

300°C 樣品加熱

• 允許將樣品放入一個(gè)腔室中，以便在測(cè)試期間對(duì)其均勻加熱
  

300°C 的樣品加熱選項(xiàng)允許將樣品放置在一個(gè)腔室內(nèi)進(jìn)行均勻加熱，同時(shí)接受測(cè)試。

iNano 樣品加熱選項(xiàng)用于表征高溫下的機(jī)械性能。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的納米壓痕測(cè)試

iNano包括預(yù)先內(nèi)置的ISO 14577測(cè)試方法，可根據(jù)ISO 14577 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量材料硬度。該測(cè)試方法可以自動(dòng)測(cè)量并輸出楊氏模量、儀表硬度、維氏硬度和歸一化壓痕功。

按照 ISO14577 標(biāo)準(zhǔn)在一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品上所測(cè)得的硬度值

iMicro 的其他升級(jí)選項(xiàng)

劃痕和磨損測(cè)試選項(xiàng) :  劃痕和磨損測(cè)試在探針通過樣品表面時(shí)對(duì)其施加恒定或漸增的縱向載荷，可用于表征薄膜、脆質(zhì)陶瓷和高聚物等的多種材料。

生物軟材料測(cè)試選項(xiàng) :  生物材料測(cè)試方法利用核心技術(shù)連續(xù)剛度測(cè)試 CSM 表征模量在 1kPa 左右的生物軟材料包含一個(gè)平底壓頭和測(cè)量軟材料儲(chǔ)存損耗模量的測(cè)試方法，

DataBurst 測(cè)試選項(xiàng) : DataBurst 模式在高達(dá) 100 kHz 的速度下觸發(fā)超級(jí)數(shù)據(jù)采集，捕獲材料瞬間的響應(yīng)，例如鋸齒流變和斷裂現(xiàn)象；允許在真正的步進(jìn)荷載下測(cè)量高應(yīng)變率材料的力學(xué)性能；儀器使用工業(yè)界最短的時(shí)間常數(shù)，幫助客戶精準(zhǔn)捕捉材料瞬間的真實(shí)響應(yīng)。

InView 開放式軟件編寫平臺(tái) : InView 采用開放式軟件編寫平臺(tái)，以幫助客戶在測(cè)試過程中實(shí)現(xiàn)加載，測(cè)量和計(jì)算的控制。用于設(shè)計(jì)新穎或復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。開放式軟件編寫平臺(tái)給予客戶極大的靈活性：幫助客戶輕易采集原始測(cè)試數(shù)據(jù)到和最終分析結(jié)果的全面使用；客戶可以瀏覽，編輯計(jì)算公式，自定義參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化試驗(yàn)設(shè)計(jì)；用戶可以自由設(shè)計(jì)和改變?cè)囼?yàn)參數(shù)和試驗(yàn)過程，為探索新的試驗(yàn)測(cè)試提供可能。

True Test I-V 電學(xué)測(cè)試 :  True Test I-V 選項(xiàng)允許用戶向樣品施加特定電壓并測(cè)量壓頭的電流，以表征納米力學(xué)測(cè)量過程中電學(xué)特性的局部變化。

帶有模塊化機(jī)架的主動(dòng)振動(dòng)隔離 : 在 iMicro 的內(nèi)置被動(dòng)隔振的基礎(chǔ)上增加主動(dòng)隔振，為實(shí)現(xiàn)超薄薄膜等高難度納米力學(xué)測(cè)量提供了的穩(wěn)定性和精確度。主動(dòng)隔振系統(tǒng)減少了所有六個(gè)自由度的振動(dòng)，無需進(jìn)行調(diào)整。

高精度線性光學(xué)編碼器平臺(tái) :  線性光學(xué)編碼器  (LOE)  選項(xiàng)，提高了測(cè)試過程的定位精度，用于微小結(jié)構(gòu)定位。

壓頭探針和校準(zhǔn)樣品 : InForce 50、InForce 1000 和Gemini 驅(qū)動(dòng)器的可互換壓頭包括 Berkovich、立體角、維氏，以及平底和球體壓頭。