ZHN-多功能纳米压痕试验机产品介绍
难以想象的尺寸
万能纳米试验机ZHN具备常规硬度计难以企及的试验力和位移分辨率，从而保证了能够针对薄表层或微小面积的综合机械特性的测试能力。这包括压痕硬度、压痕模量和ISO 14577马氏硬度（仪器化压痕硬度测量）。
主要优势和特点：
l 现代化的软件、具有清晰的结构设计
l 坚固的机架设计，压头轴向与上下移动轴向一致（无倾斜力矩）
高度模块化来自于：
l 可更换的测量压头在轴向(20 N / 2 N / 0.2 N) 及横向方向，加载条件的真实建模。
l 独特的串联光学系统（为了更合理的空间配置而研发），配备2个照相机；能结合物镜扩展至4个不同的放大倍数
l 软件结构的特点有功能/应用模块，用于硬度和杨氏模量测试、划痕测试和阶梯振幅进行的周期压痕测试
l 多种试样架可供选择，包括用于绝缘材料的试样台的压头---不直接接触试样的测量
在所有方向上都有足够的空间，具有精确的步长和高分辨率：
l X轴方向：100 mm
l Y轴方向200 mm
l Z轴方向：70 mm
l 新的隔绝罩设计，具有改进的隔热和隔音效果
典型应用：
l 软质材料（聚合物）和硬质材料（金刚石类型图层）的图层研发
l 测定裂纹或塑料变形的临界应力
l 工具的硬质材料图层、防划痕保护
l 玻璃的保护图层
l 涂料及溶胶-凝胶图层
l 在横截面上自动测量位于一条线上的压痕硬度
l 传感器和MEMS/NEMS的纳米图层
l 生物材料
l 合金的基体效应（绘图-面扫功能）
l 陶瓷材料和复合材料
l 离子注入表面
l 微电子的损伤分析
l 测定表面承载能力(ELASTICA)
一个提供多功能和灵活性的测试概念
ZHN万能纳米试验机使用了ASMEC公司的久经考验的纳米硬度计技术。在第一次的研发中，两个测量压头被放置于轴向（纳米硬度计原理）和横向（划痕试验机原理）方向中，在纳米分辨率尺度上完全相互独立。于是第一次能测得横向试验力-行程曲线，可能获取与过去相比更多的材料参数（参见典型应用）。包括试样的横向刚度和纯弹性横向变形数据。
双立柱机架以其单主螺杆和精确的导向为特点，保证了更坚固的机架设计，同时压头轴向与上下移动方向完全一致，无倾斜力矩和正弦误差。设备刚度高于106 N/m，无需修正并大大简化了对测试区域的校正流程。
不同于其它生产商的仪器，两个测量压头都能进行拉伸和压缩测试，叠加振幅使硬度测试升级成周期疲劳测试。
ZHN测量压头的两个专利：
轴向试验力原理：
l 由于双弹簧系统，在正常方向上运动和在横向方向上具有高刚度
l 坚固的结构
l 没有感应传感器在过载时停止，因此没有损坏
l 在不离开测量范围的情况下，轴可承受更重的重量任何类型的客户专用探头都可以轻松使用
横向试验力原理：
l 试样在垂直定位的板簧中间夹紧试样
l 如果在法线方向上存在足够的刚度，则可以在横向方向上容易地移动而不会垂直改变样本位置
l 力生成与力测量分离
l 横向力的应用和测量，无需横向移动
模块化的光学设计
您能在纳米硬度计上增加可用的测试方法数量，并结合我们不同的光学系统，例如与AFM整合。
光学设备优势和特点：
l 50x物镜-试样表面反射光直接通过分光镜和镜片进入两个照相机中
从光学图片中能获得：
l 定义的测量点测量点与点之间的距离和周长
l 只需一个按键即可查看现有的测量点
l 可控制的光线和图像参数
l 显示标尺及记录时间
l 非机械式的目镜切换保证了高定位精度和放大倍数的快速切换
l 即使是低反射的材料表面例如玻璃也能获得高质量的图像
l 自动对焦功能可设定一个准确的对焦高度从而获取清晰的图像
l 自动生成测量点的图像(程序化)
l 对于高低不同的试样表面可由焦距不同下获取的图像拼接成一张完整的图像
ZHN-多功能纳米压痕试验机技术参数
镜头参数：
基础版本配备 50x 镜头 | 基础版本配备5x镜头 | |
订货号 | 1011428 | 1011428 |
尺寸（高x宽x深） | 790 x 640 x 390mm | 790 x 640 x 390mm |
重量 | 大约105kg | 大约105kg |
电压 | 230v | 230v |
光学设备 | ||
配备两个摄像机的串联显微镜 | 1280 x 1024 像素， USB 3.0 接口 | 1280 x 1024 像素， USB 3.0 接口 |
镜头 | 50 x [1]* | 5 x[4]* |
工作行程 | 0.38/10.6 mm[2]* | 10.6mm |
照明 | 绿色LED灯，最大功率1W | 绿色LED灯，最大功率1W |
光学放大至23英寸 | 1000 x/3350 x | 100 x/335 x |
视场（照相机1/照相机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 |
载物台系统 | ||
X-轴行程 | 200 mm, 步级 50 nm | 200 mm, 步级 50 nm |
Y-轴行程 | 100 mm, 步级 50 nm | 100 mm, 步级 50 nm |
Z-轴行程 | 70 mm, 步级 10 nm | 70 mm, 步级 10 nm |
最大试样尺寸(X x Y x Z) | 80 x 80 x 60 | 80 x 80 x 60mm |
最大划痕长度 | 25mm[3]* | 25mm[5]* |
1. 包含在标准配送的货物中 2. 长行程镜头，参见光学版本 3. 取决于试样表面光滑度 4. 手动调节的5x镜头，参见光学版本 5. 取决于试样表面光滑度 | ||
NFU (轴向试验力单元) 测量压头技术参数：
订货号 | 1016415 | 1016416 |
最大试验力（Fmax），法向[1]* | 约为2N | 约为0.2N |
数字分辨率，试验力测量 | ≤0.02μN | ≤0.002μN |
背景噪音，试验力测量 | ≤2μN [2] | ≤0.2μN [2]* |
最大行程 | 大约200μm[1]* | 大约200μm[1]* |
数字分辨率，行程测量 | ≤0.002nm | ≤0.002nm |
背景噪音，行程测量(在8 Hz时为1 σ ) | ≤0.3nm | ≤0.3nm |
背景噪音，行程测量(闭环模式下为1 σ ) | ≤0.2nm | ≤0.2nm |
动态模块 [3]* | ||
最大振荡频率 | 300Hz | 300Hz |
刚度评估的最大频率 | 70Hz | 25Hz |
数据采集速率 | 40kHz | 40kHz |
最大力振幅 | > 100mN | > 100mN |
1. 压缩和拉伸 2. 信噪比106 3. 仅与准静态连续刚度模式连接 | ||
横向试验力测量压头(LFU)技术参数：
订货号 | 1021148 |
最大试验力（Fmax），横向[1] | 大约2N |
数字分辨率，试验力测量 | ≤ 0.02μN |
背景噪音，试验力测量 | ≤ 6μN |
最大行程[1] | 大约75μm |
数字分辨率，行程测量 | ≤ 0.002nm |
背景噪音，行程测量 | ≤ 0.5nm |
1. 压缩和拉伸 | |
ZHN-多功能纳米压痕试验机标准配置
ZHN-多功能纳米压痕试验机可选配件
将原子力显微镜AFM与ZHN纳米硬度计连接
纳米压痕试验机和原子力显微镜(AFM)能整合于一个独立系统中,进行全面、(半)自动分析。先用原子力显微镜测定表面粗糙度;这帮助定义最小的压入深度。再将试样固定于纳米试验机上,对相同位置进行力学分析。最后再将试样放置于原子力显微镜下研究材料的应力诱发性能例如“堆积”和“沉陷¨或压痕附近的裂纹现象这些效益可能会影响硬度和杨氏模的数值。
将试样高温炉安装在ZHN上
试样高温炉能安装于ZHN上，可加热试样至400°C，代替标准试样夹具。它使用自然冷却，无需提供冷却水。它能够测量横向试验力和划痕测试，无需横向试验力贡献。
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