Durch ihre Konzeption als Plattform für multiple Messmodi erlauben die Nanoindenter G200 und G200X von KLA Instruments™ nicht nur die Bestimmung von Elastizitätsmodul und Härte über sechs Größenordnungen hinweg (von Nanometern bis Millimetern). Sie besitzen darüber hinaus auch einzigartige Möglichekiten zur Bestimmung von komplexen Materialeigenschaften, wie dem Modul von Polymeren, Gelen und biologischem Gewebe, oder auch das Kriechverhalten dünner Metallschichten.

 


 

Produktionserprobt mit automatisierter Hochdurchsatz-Härtemessung: Mit dem größten Kraftbereich in der KLA-Nanoindenter-Produktfamilie verfügt G200 über den bewährten XP-Indenter-Kopf mit bis zu 500 mN Kraft und den DCMv2-Kopf für Kräfte unter 30 mN und die preisgekrönte Express-Test-Option. Das branchenführende G200X integriert die bewährten InForce-Aktuatoren wie auch die iMicro- und iNano-Systeme.

Beide Systeme verfügen über eine erweiterbare Multimode-Plattform für Upgrade-Optionen wie Bildgebung der Oberfläche, Kratz- und Verschleiß-Tests, tribologische Untersuchungen, Charakterisierung bei hohen Temperatur, oder der Leitfähigkeit, um nur einige zu nennen. Mit einem Hochlastmodul können Kräfte von bis zu 10 N realisiert werden.

Darüber hinaus besitzen G200 und G220X neben der optischen Videomikroskopie noch die Möglichkeit  einer hochauflösenden integrierten sondenbasierten Bildgebung oder eines Scanmodus‘, der sich ideal für Kratzer- und Verschleißtests an großen Proben oder unregelmäßig geformten und/oder heterogenen Proben eignet.

 

Eigenschaften

  • Elektromagnetischer Aktuator für hohen Dynamikbereich in Lastkraft und Eindringtiefe
  • Prüfparameter können einfach und schnell können mit wenigen Mausklicks geändert werden
  • Experimentelle Kontrolle in Echtzeit, einfache Testprotokollentwicklung und präzise Kompensation der thermischen Drift
  • Vielseitige Bildgebungsfunktionen
  • Optimierte Testmethodenentwicklung für schnelle Ergebnisse
  • Einfache Ermittlung von Indenterflächenfunktion und Rahmensteifigkeit

 

Anwendungen

  • Schnelle und präzise Härte- und Modulmessung
  • Bestimmung von Grenzflächeneigenschaften (Adhäsionsmessung, etc)
  • Charakterisierung der Bruchmechanik
  • Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften
  • Rastersondenmikroskopie (3D-Bildgebung)
  • Verschleiß- und Kratzfestigkeit
  • Hochtemperatur-Nanoindentation

 

Einsatzgebiete

  • Universitäten, Forschungslabore und Institute
  • Herstellung der Halbleiter- und Elektronikindustrie
  • Reifenindustrie
  • Beschichtungs- und Lackindustrie
  • Biomedizinische Industrie
  • Medizinische Geräte

 

 

Optionen & Upgrades

 

Continuous Stiffness Measurement (CSM)

Das CSM-Modul kommt dann zur Anwendung wenn dynamische Effekte wie Dehnungsrate und Frequenz berücksichtigt werden müssen. Dazu wird der eindringenden Kraft ein Signal mit kleiner Amplitude aufgeprägt. Dies ermöglicht quasi eine kontinuierliche Bestimmung der Kontaktsteifigkeit und damit der Härte und des Elastizitätsmoduls des Materials in Abhängigkeit der Eindringtiefe.

AccuFilm™ Thin Film Method Pack

AccuFilm ist eine auf dem Hay-Crawford-Modell basierende InView-Testmethode zur Messung substratunabhängiger Materialeigenschaften mittels Continuous Stiffness Measurement (CSM).Bei Messungen an dünnen Filmen oder Schichten korrigiert AccuFilm den Einfluss auf des Substartes auf die Resultate sowohl für harte Filme auf weichen Substraten als auch für weiche Filme auf harten Substraten.

„ProbeDMA™ Polymer“ Test-Methode

ProbeDMA Bietet die Möglichkeit, den komplexen Modul von Polymeren als Funktion der Frequenz zu messen.  Diese Messtechnik dient zur Charakterisierung nanoskaliger Polymere und Polymerfilme, die auf der makroskopischen Skala wie beispielsweise durch die klassiche dynamische mechanische Analyse (DMA) nicht erfasst werden können.

NanoBlitz 3D

Software-Option zum 3D-Mapping nanomechanischer Eigenschaften für „High-E“-Materialien (> 3GPa). NanoBlitz führt bis zu 100.000 Indents (300×300 Array) aus und benötigt dabei unter einer Sekunde pro Indent. Das Resultat sind Größen wie Young-Modul (E), Härte (H) und Steifigkeit (S) bei einer bestimmten Lastkraft. Die große Anzahl von Tests ermöglicht eine erhöhte statistische Genauigkeit und erlaubt Histogrammdarstellungen verschiedener Phasen oder Materialien.

NanoBlitz 4D

Software-Option zum 4D-Mapping nanomechanischer Eigenschaften für für Materialien mit niedrigem E/H und hohem E (>3GPa) zu erstellen. NanoBlitz führt bis zu 10.000 Eindrücke (30×30 Array) mit ca. 5-10s pro Indent aus und liefert beispielsweise das Youngs-Modul (E), Härte (H) und Steifigkeit (S) Werte als Funktion der Eindringtiefe für jeden Indent.

„Biomaterials“ Test-Methode

Die Biomaterials Methode bietet die Möglichkeit, den komplexen Modul von Biomaterialien mit Schermodulen in der Größenordnung von 1 kPa zu messen und verwendet dazu die CSM-Technik. Diese Messmethode kommt bei der Charakterisierung von Biomaterialien zum Einsatz, die aufgrund ihrer Größe mit herkömmlichen Rheometerinstrumenten nicht verlässlich vermessen werden können.

„Scratch and Wear“ Test-Methode

Mit dem „Scratch and Wear“ Test wird die Indenterspitze, mit einer konstanten Last oder bei kontinuierlicher Erhöhung der Last, mit einer bestimmten Geschwindigkeit über die Probenoberfläche bewegt. Die Kratzprüfung ermöglicht die Charakterisierung zahlreicher Materialien wie dünne Filme, spröde Keramiken und Polymere.

„User Method Development“-Option für die „InView“ Kontrollsoftware

„User Method Development“ ist eine leistungsstarke, intuitive Scripting-Plattform, die zum Entwerfen neuartiger oder komplexer eigener Experimente verwendet werden kann. Erfahrene Benutzer können mit dieser exklusiven InView-Option praktisch jeden denkbaren mechanischen Test selbst prgrammieren und durchführen.

„Heating Stage“

Der Präzisions-Heiztisch für die Probenaufnahme ermöglicht die Untersuchung der Materialien von Raumtemperatur  bis zu 350 °C. Um zuverlässige Daten zu gewährleisten, kompensiert die Software des Systems die mit der Erwärmung verbundene Drift.

Hochlastmodul

Erweitert dien Lastkraftbereich auf bis zu 10 N Kraft und ermöglicht die vollständige mechanische Charakterisierung von Keramiken, Metallen und Verbundwerkstoffen.

Lateralkraftmodul

Bietet quantitative Analysen für Ritztests, Verschleißtests durch die Kraft. und Wegaufnahme in X- und Y-Richtung. So lassen sich Scherkräfte untersuchen, tribologische Studien durchführen oder die kritische Belastung und der Reibungskoeffizient über die gesamte Ritzlänge bestimmen.

„Survey Scanning“ 

Nutzung der X-Y-Stage für raster-artige Abbildung Oberfläche.mit einer maximalen Scangröße von 500 μm x 500 μm für Überichten bei Kratzer- und Verschleißtests an großen Proben oder unregelmäßig geformten und/oder heterogenen Proben.

NanoVision 

Option für quantitative nanomechanische Mikroskopie. Hochauflösende, integrierte, sondenbasierte Bildgebung unter Nutzung des Indenters als Sonde in Kombination mit einem closed-loop gesteuerten Nanopositionierungstisch.

NanoVision ermöglicht es Benutzern, quantitative hochauflösende Bilder mit einem Nanoindenter zu erstellen, Indents mit einer Präzision im Nanometerbereich anzuvisieren und Restabdrücke zu untersuchen, um Materialreaktionsphänomene zu quantifizieren. Mit dieser Option können auch individuelle Phasen komplexer Materialien gezielt charakterisiert werden.

  • Quantitative hochauflösende Nanoindenatation-Bilder
  • Hochauflösende lineare Stage für Positionierung mit Nanometer-Genauigkeit
  • Quantifizirung von Materialreaktionsphänomenen wie Stapelbildung, Volumenverformung, Bruchmechanik

 

„Laser Heater“

Dieses Modul verwendet einen präzisen Hochleistungs-Diodenlaser, um sowohl den Objekttisch als auch die Probe zu erwärmen. Zu den Vorteilen zählen die Möglichkeit, nanomechanische Eigenschaften bei genau kontrollierten Temperaturen zu messen und Proben unter hochdynamischen Temperaturbedingungen zu testen. Die gezielt laserbeheizte Indenterspitze des Systems verhindert Störungen der Substrattemperatur während der Messung. Die Möglichkeit, Spitze und Probe auf der gleichen Temperatur zu halten, ermöglicht dynamische CSM-Untersuchungen mit außergewöhnlicher Präzision.

Um zuverlässige Daten zu gewährleisten, minimiert das Modul die mit der Erwärmung verbundene Drift. Benutzer haben die Möglichkeit, Proben mit verschiedenen Gasen zu spülen, um Kontamination und Oxidation zu vermeiden.

  • Großer Temperaturbereich bis 500C
  • Ultraschnelles Aufheizen und Abkühlen
  • Minimiert die thermische Drift
  • Einfache, bequeme Bedienung
  • Möglichkeit, Proben mit verschiedenen Gasen zu umspülen, um Kontamination und Oxidation zu vermeiden
  • Dynamische Messungen mit Continuous Stiffness Measurement (CSM)

 

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