Urządzenia dla inżynierii materiałów

ZOBACZ WIĘCEJ
01

Badania in-situ należą do specjalnej kategorii prowadzenia pomiarów, ponieważ wykonywane są z podglądem na żywo w warunkach jak najbardziej zbliżonych do realnych. W odniesieniu do badań mikroskopowych in-situ ma inne znaczenie, a mianowicie pozwala na prowadzenie dynamicznych testów w czasie rzeczywistym. In-situ to badania mikro- i nanostruktur z użyciem bodźców mechanicznych, elektrycznych i środowiskowych. Dzięki specjalnemu urządzeniu na badaną próbkę można oddziaływać w różny sposób: przepuszczać przez nią prąd, polaryzować, ogrzewać, chłodzić, poddawać testom mechanicznym oraz badać z użyciem gazów lub cieczy.

Urządzenie do badań in-situ stanowi dodatkowe wyposażenie skaningowych mikroskopów elektronowych (SEM). Mikroskopy te do obrazowania wykorzystują wiązkę elektronów. Przeznaczone są do badania próbek przewodzących prąd elektryczny, jednak dzięki możliwości dodatkowego wyposażania umożliwiają również badania na próbkach będących słabymi przewodnikami.

URZĄDZENIE DO BADAŃ IN-SITU: ALEMNIS SEM INDENTER

Alemnis SEM Indenter to urządzenie do wykonywania badań in-situ, który jest dostosowany do wymagań i aplikacji użytkownika. SEM Indenter może być indywidualnie zaprojektowany z uwzględnieniem specyfiki środowiska pracy (SEM, FIB, u-Raman, Synchrotron itp.) lub zgodnie z potrzebami użytkownika. Takie połączenie umożliwia określanie właściwości mechanicznych materiału w miejscu badania i jednoczesną obserwację in-situ preparatu podczas wykonywanych testów.

Kompaktowe urządzenie

Głowica jest kompaktowa – mieści się w większości wolnostojących oraz niektórych nastołowych skaningowych mikroskopach elektronowych. Alemnis SEM Indenter umożliwia wykonywanie badań nie tylko w próżni – możliwy jest montaż głowicy ex-situ pod dowolnym kątem, w zależności od tego, jakie ustawienie wymagane jest pod technikę komplementarną, np. pionowo dla linii wiązki synchrotronowej.

Alemnis SEM Indenter jest w pełni modułowy i umożliwia wykonanie:

  • badań twardości,
  • testów zarysowań
  • testów tribologicznych,
  • badania rozciągania i ściskania (praca w trybie mikro maszyny wytrzymałościowej),
  • badania odporności na kruche pękanie,
  • testów zmęczeniowych z małą lub dużą ilością cykli,
  • badań własności lepko-sprężystych i profili głębokościowych,
  • testów pracy w niskiej i wysokiej temperaturze: od -150°C do nawet 1000°C (w próżni),
  • testów z dużą prędkością odkształceń (nawet do 10 000 Hz),
  • łączenia badań z innymi technikami pomiarowymi, np. w SEM: dyfrakcję elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD), cyfrową korelację obrazu (DIC).

Podstawowe parametry techniczne urządzenia:

  • obciążenie: 0,5N (opcjonalnie do 2,5N),
  • maksymalna głębokość: 35µm,
  • maksymalna temperatura pracy: 50˚C (opcjonalnie 1000˚C),
  • waga: ok. 750g (dostępne wersje o masie poniżej 500g),
  • pozycjonowanie w osi XYZ z dokładnością 1,2 nm,
  • badania dynamiczne 200Hz (opcjonalnie 10kHz).

BADANIA W WYSOKIEJ TEMPERATURZE

Alemnis SEM Indenter w wersji podstawowej umożliwia badania w temperaturze do 50°C. Moduł HTM umożliwia podwyższenie jej do:

  • 400°C (HTM-400),
  • 800°C (HTM-800),
  • 1000°C (HTM0-1000).

Za pomocą Alemnis SEM Indenter można przeprowadzać badania w warunkach normalnych do 200°C. W przypadku wyższych temperatur wymagane jest korzystanie z próżni (np. w SEM). Każdy moduł HTM składa się z niezależnego wgłębnika oraz systemu ogrzewania i chłodzenia próbki.

MODUŁ WILGOTNOŚCI (RHM)

Moduł wilgotności (RHM) jest komorą na próbki, które wymagają zapewnienia odpowiednich warunków wilgotności (nawet próbki całkowicie zanurzone) i temperatury. Wilgotność może być regulowana w zakresie od 5-95% z dokładnością do 1,5 %. Zakres temperatur waha się od temperatury pokojowej do 70°C z dokładnością do 0,1°C, umożliwiając wykonywanie badań mechanicznych między innymi na materiałach organicznych. Moduł RHM wyposażony jest w regulator do kontroli wilgotności względnej i temperatury.

Do testów na całkowicie zanurzonych materiałach bez kontroli wilgotności i temperatury można zastosować komorę cieczową (LIC).

KOMORA CIECZOWA (LIC)

Komora cieczowa (LIC) wykorzystywana jest do szerokiego zakresu analiz, w których próbka musi być zanurzona w cieczy, dlatego jest ona zazwyczaj używana ex-situ z Alemnis SEM Indenter w pionie do LIC.

Przykładowe zastosowania komory cieczowej:

  • zanurzenie biomateriałów w roztworze soli fizjologicznej lub w innych płynach w celu oceny właściwości mechanicznych po hydratacji,
  • badania elektrochemiczne, w których wgłębnik może być stosowany jako sonda prądowa a elektrolit (ciecz) może być aktywowany za pomocą wewnętrznego potencjostatu do badań korozyjnych lub pasywacyjnych,
  • badania efektów mezoporowatości hydrożeli, tj. zmiany właściwości mechanicznych w zależności od poziomu nawodnienia,
  • badania tribologiczne w smarze lub w płynnym oleju.