ZHN-多功能納米壓痕試驗機產品介紹
難以想象的尺寸
萬能納米試驗機ZHN具備常規硬度計難以企及的試驗力和位移分辨率，從而保證了能夠針對薄表層或微小面積的綜合機械特性的測試能力。這包括壓痕硬度、壓痕模量和ISO 14577馬氏硬度（儀器化壓痕硬度測量）。
主要優勢和特點：
l 現代化的軟件、具有清晰的結構設計
l 堅固的機架設計，壓頭軸向與上下移動軸向一致（無傾斜力矩）
高度模塊化來自于：
l 可更換的測量壓頭在軸向(20 N / 2 N / 0.2 N) 及橫向方向，加載條件的真實建模。
l 獨特的串聯光學系統（為了更合理的空間配置而研發），配備2個照相機；能結合物鏡擴展至4個不同的放大倍數
l 軟件結構的特點有功能/應用模塊，用于硬度和楊氏模量測試、劃痕測試和階梯振幅進行的周期壓痕測試
l 多種試樣架可供選擇，包括用于絕緣材料的試樣臺的壓頭---不直接接觸試樣的測量
在所有方向上都有足夠的空間，具有精確的步長和高分辨率：
l X軸方向：100 mm
l Y軸方向200 mm
l Z軸方向：70 mm
l 新的隔絕罩設計，具有改進的隔熱和隔音效果
典型應用：
l 軟質材料（聚合物）和硬質材料（金剛石類型圖層）的圖層研發
l 測定裂紋或塑料變形的臨界應力
l 工具的硬質材料圖層、防劃痕保護
l 玻璃的保護圖層
l 涂料及溶膠-凝膠圖層
l 在橫截面上自動測量位于一條線上的壓痕硬度
l 傳感器和MEMS/NEMS的納米圖層
l 生物材料
l 合金的基體效應（繪圖-面掃功能）
l 陶瓷材料和復合材料
l 離子注入表面
l 微電子的損傷分析
l 測定表面承載能力(ELASTICA)
一個提供多功能和靈活性的測試概念
ZHN萬能納米試驗機使用了ASMEC公司的久經考驗的納米硬度計技術。在第一次的研發中，兩個測量壓頭被放置于軸向（納米硬度計原理）和橫向（劃痕試驗機原理）方向中，在納米分辨率尺度上完全相互獨立。于是第一次能測得橫向試驗力-行程曲線，可能獲取與過去相比更多的材料參數（參見典型應用）。包括試樣的橫向剛度和純彈性橫向變形數據。
雙立柱機架以其單主螺桿和精確的導向為特點，保證了更堅固的機架設計，同時壓頭軸向與上下移動方向完全一致，無傾斜力矩和正弦誤差。設備剛度高于106 N/m，無需修正并大大簡化了對測試區域的校正流程。
不同于其它生產商的儀器，兩個測量壓頭都能進行拉伸和壓縮測試，疊加振幅使硬度測試升級成周期疲勞測試。
ZHN測量壓頭的兩個專利：
軸向試驗力原理：
l 由于雙彈簧系統，在正常方向上運動和在橫向方向上具有高剛度
l 堅固的結構
l 沒有感應傳感器在過載時停止，因此沒有損壞
l 在不離開測量范圍的情況下，軸可承受更重的重量任何類型的客戶專用探頭都可以輕松使用
橫向試驗力原理：
l 試樣在垂直定位的板簧中間夾緊試樣
l 如果在法線方向上存在足夠的剛度，則可以在橫向方向上容易地移動而不會垂直改變樣本位置
l 力生成與力測量分離
l 橫向力的應用和測量，無需橫向移動
模塊化的光學設計
您能在納米硬度計上增加可用的測試方法數量，并結合我們不同的光學系統，例如與AFM整合。
光學設備優勢和特點：
l 50x物鏡-試樣表面反射光直接通過分光鏡和鏡片進入兩個照相機中
從光學圖片中能獲得：
l 定義的測量點測量點與點之間的距離和周長
l 只需一個按鍵即可查看現有的測量點
l 可控制的光線和圖像參數
l 顯示標尺及記錄時間
l 非機械式的目鏡切換保證了高定位精度和放大倍數的快速切換
l 即使是低反射的材料表面例如玻璃也能獲得高質量的圖像
l 自動對焦功能可設定一個準確的對焦高度從而獲取清晰的圖像
l 自動生成測量點的圖像(程序化)
l 對于高低不同的試樣表面可由焦距不同下獲取的圖像拼接成一張完整的圖像
ZHN-多功能納米壓痕試驗機技術參數
鏡頭參數：
基礎版本配備 50x 鏡頭 | 基礎版本配備5x鏡頭 | |
訂貨號 | 1011428 | 1011428 |
尺寸（高x寬x深） | 790 x 640 x 390mm | 790 x 640 x 390mm |
重量 | 大約105kg | 大約105kg |
電壓 | 230v | 230v |
光學設備 | ||
配備兩個攝像機的串聯顯微鏡 | 1280 x 1024 像素， USB 3.0 接口 | 1280 x 1024 像素， USB 3.0 接口 |
鏡頭 | 50 x [1]* | 5 x[4]* |
工作行程 | 0.38/10.6 mm[2]* | 10.6mm |
照明 | 綠色LED燈，最大功率1W | 綠色LED燈，最大功率1W |
光學放大至23英寸 | 1000 x/3350 x | 100 x/335 x |
視場（照相機1/照相機2) | 324 x 259 μm/96 x 77 μm | 3.2 x 2.6 mm / 0.97 x 0.7 mm |
像素分辨率小/大 | 254 nm/76 nm | 2540 nm/760 nm |
載物臺系統 | ||
X-軸行程 | 200 mm, 步級 50 nm | 200 mm, 步級 50 nm |
Y-軸行程 | 100 mm, 步級 50 nm | 100 mm, 步級 50 nm |
Z-軸行程 | 70 mm, 步級 10 nm | 70 mm, 步級 10 nm |
最大試樣尺寸(X x Y x Z) | 80 x 80 x 60 | 80 x 80 x 60mm |
最大劃痕長度 | 25mm[3]* | 25mm[5]* |
1. 包含在標準配送的貨物中 2. 長行程鏡頭，參見光學版本 3. 取決于試樣表面光滑度 4. 手動調節的5x鏡頭，參見光學版本 5. 取決于試樣表面光滑度 | ||
NFU (軸向試驗力單元) 測量壓頭技術參數：
訂貨號 | 1016415 | 1016416 |
最大試驗力（Fmax），法向[1]* | 約為2N | 約為0.2N |
數字分辨率，試驗力測量 | ≤0.02μN | ≤0.002μN |
背景噪音，試驗力測量 | ≤2μN [2] | ≤0.2μN [2]* |
最大行程 | 大約200μm[1]* | 大約200μm[1]* |
數字分辨率，行程測量 | ≤0.002nm | ≤0.002nm |
背景噪音，行程測量(在8 Hz時為1 σ ) | ≤0.3nm | ≤0.3nm |
背景噪音，行程測量(閉環模式下為1 σ ) | ≤0.2nm | ≤0.2nm |
動態模塊 [3]* | ||
最大振蕩頻率 | 300Hz | 300Hz |
剛度評估的最大頻率 | 70Hz | 25Hz |
數據采集速率 | 40kHz | 40kHz |
最大力振幅 | > 100mN | > 100mN |
1. 壓縮和拉伸 2. 信噪比106 3. 僅與準靜態連續剛度模式連接 | ||
橫向試驗力測量壓頭(LFU)技術參數：
訂貨號 | 1021148 |
最大試驗力（Fmax），橫向[1] | 大約2N |
數字分辨率，試驗力測量 | ≤ 0.02μN |
背景噪音，試驗力測量 | ≤ 6μN |
最大行程[1] | 大約75μm |
數字分辨率，行程測量 | ≤ 0.002nm |
背景噪音，行程測量 | ≤ 0.5nm |
1. 壓縮和拉伸 | |
ZHN-多功能納米壓痕試驗機標準配置
ZHN-多功能納米壓痕試驗機可選配件
將原子力顯微鏡AFM與ZHN納米硬度計連接
納米壓痕試驗機和原子力顯微鏡(AFM)能整合于一個獨立系統中,進行全面、(半)自動分析。先用原子力顯微鏡測定表面粗糙度;這幫助定義最小的壓入深度。再將試樣固定于納米試驗機上,對相同位置進行力學分析。最后再將試樣放置于原子力顯微鏡下研究材料的應力誘發性能例如“堆積”和“沉陷¨或壓痕附近的裂紋現象這些效益可能會影響硬度和楊氏模的數值。
將試樣高溫爐安裝在ZHN上
試樣高溫爐能安裝于ZHN上，可加熱試樣至400°C，代替標準試樣夾具。它使用自然冷卻，無需提供冷卻水。它能夠測量橫向試驗力和劃痕測試，無需橫向試驗力貢獻。
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