FT-I04 Femto-Indenter

FT-I04 Femto-Indenter

 

 FT-I04 Femto-Indenterは、マイクロ・ナノスケールで材料の機械的特性やトライボロジー特性を正確に定量化できる高分解能ナノインデンター・ナノメカニカル試験装置です。
 FT-I04は、世界初のMEMSベースのナノインデンターとして、特許取得済みのFemtoToolsの Micro-Electro-Mechanical System(MEMS)技術を使用しています。20年以上にわたるイノベーションを活用したこのナノインデンターは、比類のない分解能、再現性、動的安定性を備えています。

 FT-I04は、金属・セラミック・薄膜・コーティングや、メタマテリアルのようなコンプライアンスに優れた微細構造物の機械的試験に最適化されています。また、FT-I04はモジュール化されており、様々な研究分野の多様な要求に対応するために、オプションモジュールで機能を拡張することができます。
 代表的なアプリケーションとしては、CSM(連続剛性測定)モードによる、押込み深さと、硬度や弾性率の関係の定量化、機械特性の高分解能マッピングなどがあります。さらに、オプションのモジュールにより、スクラッチ試験・摩耗試験・高解像度走査型プローブ顕微鏡(SPM)イメージング・高温試験(近日公開予定)も可能です。
 フェムトインデンターは、比類のない低ノイズフロア: 荷重500pN(実測値保証)、変位50pm(実測値保証)と、比較的大きな動作レンジ: 荷重200mN、変位20umにより、これまでにない精度と再現性で材料の機械的特性を、総合的に研究することができます。

特徴

  • 比類のない再現性を持つ高分解能ナノインデンテーションで、従来では判別できなかった、硬度や弾性率のごくわずかな変化も検出
  • 「真の変位制御」による測定で、高速な塑性変形や破壊現象の、直接記録と定量化が可能(荷重制御測定も可能)
  • 9桁にわたる広い変位検出範囲をカバー:微動モード時 最大20um(保証ノイズフロア50pm以下、粗動モード時 最大40mm (保証ノイズフロア1nm)
  • 引張・圧縮でも、さまざまな先端形状・材質の圧子(交換可能)でも、500pNから200mNまで、9桁の範囲の荷重検出が可能。
  • 共振周波数50 kHzまで、、データ収集レート96 kHzのロードセルを備えた、市場で最も高いダイナミックレンジを持つ、高剛性ナノインデンター
  • 表面、傷、残留圧痕などをSPMイメージングすることで、パイルアップや陥没などの表面ダメージ・変形を定量化
  • オプションのスクラッチテストモジュールと2軸マイクロフォースセンシングプローブの組み合わせで、高分解能のナノスクラッチ、ナノ摩耗、ナノ摩擦の計測が可能
  • 超浅い深さから従来のナノインデンテーションまで、ナノインデンターの先端形状を迅速かつ正確にキャリブレーション(面積関数キャリブレーション)できる統合プロシージャ
  • データのプロットから、カスタマイズ可能なフィットや関数による解析や、材料特性の抽出と可視化までを可能にする、豊富なデータ解析ツール

主な仕様

荷重センシング

  • - 最大荷重:200mN
  • - フォースノイズフロア:0.5nN(10Hz時)
  • - デジタル分解能:0.5 pN
  • - 測定周波数:最大96 kHz

変位センシング(粗動)

  • - 変位範囲40 mm
  • - 変位ノイズフロア:1nm(10Hz時)
  • - 測定周波数:50Hz

変位センシング (微動)

  • - 変位範囲:20um
  • - 変位ノイズフロア:0.05nm(10Hz時)
  • - デジタル分解能:0.05 pm
  • - 測定周波数:最大96 kHz

サンプルステージ

  • - 駆動範囲:130×130mm
  • - ノイズフロア(10Hz):1 nm

顕微鏡

  • - カメラ:500万画素CMOSセンサー
  • - 対物レンズのオプション:5倍、10倍、20倍、50倍、100倍
  • - フォーカス:モーター駆動
  • - 照明:同軸LED、調整可能
 

代表的なアプリケーション

アクセサリー

FemtoTools FT-S マイクロフォース センシング プローブ

FemtoTools FT-S マイクロフォース センシング プローブ(FT-S Microforce Sensing Probe)は、センサープローブの軸方向に、サブnNから200mNの荷重を測定することができるセンサーです。圧縮/引張の両方の荷重を測定することができます。各プローブには、SIトレーサブルな事前キャリブレーションが施されており、優れた長期安定性と併せて、同クラスの荷重範囲の他の荷重センシングシステムよりも、大幅に高い測定精度が保証されています。2軸マイクロフォース センシング プローブやチップヒーティングなど、特殊なバージョンもご用意があります。 FT-Sマイクロフォース センシング プローブは、バーコビッチ・キューブコーナー・フラットパンチ・ウェッジ・コニカルなど様々な先端形状、シリコン・ダイヤモンド・タングステンなどさまざまな素材が用意されています。 

仕様・特徴

 

センサー 荷重レンジ 分解能@10Hz
FT-S200 ±200µN 0.0005 µN
FT-S2'000 ±2'000µN 0.005 µN
FT-S20'000 ±20'000µN 0.05 µN
FT-S200'000 ±200'000µN 0.5 µN
FT-S20'000-2Axis ±20'000µN / ±20'000µN 0.1 µN / 0.1 µ

圧子先端オプション(一部)

 

アプリケーション 形状 材質
ナノインデンテーション バーコビッチ / キューブコーナー ダイヤモンド
ナノスクラッチ キューブコーナー ダイヤモンド
ソフトマテリアルインデント スフィア(球形) ガラス / ルビー
マイクロピラー圧縮 フラットパンチ ダイヤモンド
カンチレバー破壊 ウェッジ/コニカル ダイヤモンド

スクラッチテストモジュール

スクラッチテストモジュール(FT-ST04 Scratch Testing Module)は、ピエゾスキャナーを内蔵した交換可能なサンプルステージで構成されています。垂直方向の力を加えながら、サンプルを水平方向に動かすこともできます。このモジュールと、2軸マイクロフォース センシング プローブを組み合わせることで、ナノインデンテーション、ナノスクラッチ、ナノ摩耗試験に加えて、表面粗さ・高アスペクト比の特徴点・残留スクラッチ・インデント等の、SPMイメージングも可能にします。

仕様・特徴

 

センサー 荷重レンジ 分解能@10Hz
FT-S20'000 ±20'000µN 0.05 µN
FT-S200'000 ±200'000µN 0.5 µN
FT-S20'000-2Axis ±20'000µN / ±20'000µN 0.1 µN / 0.1 µ

先端オプション(一部)

 

アプリケーション 形状 材質
ナノスクラッチ キューブコーナー ダイヤモンド
ナノ摩耗 キューブコーナー / コニカル ダイヤモンド
ナノインデンテーション バーコビッチ / キューブコーナー ダイヤモンド