用于汽車工業(yè)微奈米材料表征之是德科技奈米量測技術(shù)

Micro/NanoScaleMaterialsCharacterizationforAutomotiveIndustrywithKeysightNanotechnologyMeasurementSolutions

用于汽車工業(yè)微奈尺度材料表征的是德科技奈米量測技術(shù)

是德科技和奈米科技

掃描探針顯微鏡/原子力顯微鏡

起源于1993年成立的美國MolecularImaging公司生產(chǎn)的掃描探針顯微鏡和原子力顯微鏡

以高解析、在溶液、可控環(huán)境和電化學條件下成像享譽全球

擁有

50多項專利和3000多篇用戶發(fā)表的學術(shù)文章

2005年11月被安捷倫收購并入安捷倫科技

奈米壓痕及拉伸儀起源于1983年成立的美國Nano-Instruments公司生產(chǎn)的、基于WarrenOliver&JohnPethica首創(chuàng)的微奈尺度力學測試理論的壓痕儀和單絲拉伸儀

1998年被美國MTS收購

2008年被安捷倫從MTS收購并入安捷倫科技

場發(fā)散掃描電鏡及能譜儀起源于2002年成立的美國Novelx公司生產(chǎn)的小型場發(fā)射掃描電子顯微鏡

研發(fā)出革命性的半導軆晶元微加工堆積專利技術(shù)的全靜電電子透鏡

2010年1月被安捷倫收購并入安捷倫科技2NanoScaleSciencesDivision概述3原子力顯微鏡(AFM)及其應用5600AFM,7500AFM,9500AFM奈米力學測試系統(tǒng)(NI)及其應用G200奈米壓痕儀小型場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)及其應用8500BFE-SEM,EDSNanoScaleSciencesDivision是德科技奈米量測手段4AFMNanoindentationFE-SEM原子力顯微鏡(AFM)奈米力學測試掃描電鏡(FE-SEM)

適用于各種大小樣品的一系列AFM型號

獨特的磁力輕敲模式(MACMode)，對生物軟物貭在液體中高解析成像

領(lǐng)先的環(huán)境控制功能，有效控制樣品的氣氛、濕度、溫度及電化學條件

獨創(chuàng)的掃描微波模式(SMM)，定量量測半導體材料及器件的電容、阻抗及摻雜濃度超快速成像技術(shù)：每幀兩秒(256x256)

應用：材料科學，生命科學，電化學，電學性能，半導體，緑色能源，奈米技術(shù)，高分子有機科學

電磁傳感技術(shù)提供優(yōu)越的加載力和壓入位移的動態(tài)范圍

提供精確且具可重復性的測試結(jié)果，滿足國際標準(ISO14577和ASTMC1557)

簡便快速的給出形貌結(jié)構(gòu)與性能之間的定量關(guān)系應用：復合材料，高分子材料，薄膜，金屬，

陶瓷，生物醫(yī)學材料，纖維，DLC膜，微電子材料及器件，等

具革命性的全靜電透鏡式小型場發(fā)射掃描電鏡

小于十奈米的分辨率

連續(xù)可調(diào)的低電壓成像，非導電樣品無需噴導電鍍層

安裝使用方便，無需特殊實驗室條件或場地，無后續(xù)維護費用應用：金屬，高分子材料，薄膜，陶瓷，生物醫(yī)學材料，纖維，磁性材料，非導電及對能量敏感物貭NanoScaleSciencesDivision是德科技原子力顯微鏡5NanoScaleSciencesDivision56007500/9500原子力顯微鏡是用一個非常細尖的探針去接觸和感應樣品表面，由測到的相互力轉(zhuǎn)換成三維形貌圖。9500原子力顯微鏡6全新的控制器高集成且可擴展高帶寛基于FPGA的快速高精度I/O全新的NanoNavigator軟體直覚人性化的用戶接口常規(guī)操作極其方便可直接進入各種模式的最佳操作接口有專業(yè)技能經(jīng)驗的內(nèi)涵提供明確的最佳操作方案能夠介入所有的操作參數(shù)和細節(jié)快速掃描QuickScan最快的成像速度：每禎2秒

（256x256pixels）AutoDrive

自動設置操作及回饋參數(shù)，減少對用戶經(jīng)驗的要求NanoScaleSciencesDivision是德科技原子力顯微鏡特點和優(yōu)勢7NanoScaleSciencesDivision杰出的高解析掃描性能

掃描器同時具備90um掃描及原子級分辨率優(yōu)異的環(huán)境控制功能嵌入式環(huán)境腔環(huán)境腔集成溫濕度傳感器針對導電性差異及STM實驗而設計的用戶可選擇更換的前置放大器多樣化的樣品平臺，以滿足各種成像模式的需求具最快的成像速度：每禎2秒

（256x256像素）原子力顯微鏡的應用8NanoScaleSciencesDivision形貌成像模量成像磁力成像導電成像液體中成像原子力顯微鏡在汽車工業(yè)的應用9原材料、機械部件表面微觀形貌檢測橡膠、聚合物的微觀形貌結(jié)構(gòu)表征及組分分析混合、添加物的微觀形貌及分布的檢測與分析油漆表面微觀檢測與分析電池材料：鋰電極的研究NanoScaleSciencesDivision原子力顯微鏡表征復雜的聚合物組分10NanoScaleSciencesDivision檢測橡膠形貌-

維持樣品的原貌11NanoScaleSciencesDivision12(a)天然橡膠(b)丁烯橡膠(c)苯乙烯－丁二烯橡膠檢測橡膠組分-

直接觀測分析橡膠聚合物各組分的比例形貌圖(10um)相位圖(10um,68%

SBRwithPBDphase)NanoScaleSciencesDivision13檢測橡膠中固體添加物-

顆粒表征NanoScaleSciencesDivision14檢測橡膠中固體添加物-

比較不同的添加工藝NanoScaleSciencesDivision電化學原子力顯微鏡-鋰電池新電極材料研發(fā)15LithiumtitanatecathodematerialusedinnextgenerationLi-Ionbatteries.Surfacemorphologychangesbasedonlithiumcontent.NanoScaleSciencesDivision是德科技G200奈米壓痕儀16?半導體，

薄膜,MEMs器件?硬貭鍍層,DLC薄膜?復合材料,纖維,聚合物?金屬,陶瓷?生物

/醫(yī)學材料G200奈米壓痕儀傳感器工作原理示意圖NanoScaleSciencesDivisionG200是德科技G200奈米壓痕測試技術(shù)17

壓痕載入力范圍廣，給出定量的楊氏模量和硬度

劃痕、磨損、摩擦和橫向力測試

動態(tài)測試-對粘彈性物貭的性能的連續(xù)剛度測試方法

儒變

三維原位成像、精確定位壓痕測試：靜態(tài)–形貌圖，動態(tài)–剛度圖

樣品溫度控制（加熱）

快速壓痕測試–力學性能成像

遠程可控的自動操作NanoScaleSciencesDivision奈米壓痕測儀在汽車工業(yè)的應用18機械部件表面壓入力學測試（靜態(tài)/動態(tài)/快速壓痕）電池材料：鋰電極材料模量和硬度測試（快速壓痕）原材料表面鍍層的模量和硬度測試（連續(xù)剛度）橡膠輪胎截面結(jié)構(gòu)及組分的微觀力學測試（靜態(tài)/動態(tài)）油漆層輿基體表面結(jié)合力的檢測（劃痕）機械部件表面的微觀磨損測試NanoScaleSciencesDivision多相合金微區(qū)定位壓痕測試19NanoScaleSciencesDivision快速壓痕應用–力學性能成像數(shù)分鐘內(nèi)完成20EutecticCr-Cr3Si(H)2205steel(H)Fiberglass(H)40x40indentsto1mN40x40indentsto1mN50x50indentsto1mNNanoScaleSciencesDivision鋰電池陰極材料的機械性能測試（快速壓痕）21(Topimages)NanoindentationGrid.(Middleleft)Standard–Hardness[GPa],calculatedatdepth100nm.(Middleright))ExpressTest–Hardness[GPa].(Bottomleft)Standard–Modulus[GPa],calculatedatdepth100nm.(Bottomright)ExpressTest–Modulus[GPa].NanoScaleSciencesDivision連續(xù)剛度測試應用2222軟膜硬基體NanoScaleSciencesDivision硬膜軟基體橡膠輪胎-

StorageModulus

測試23橡膠輪胎–

LossFactor

測試24油漆層的劃痕CriticalLoad測試25050010001500200025000100200300400500600700scratchdistance(um)indenterpenetration(nm)Pc=2.5mNhc=1500nmPenetrationunderloadResidualscratchdepth0246810121416NewfreshpaintPaintaged2yearsundersunlightCriticalload(mN)NanoScaleSciencesDivision油漆層劃痕隨時間和溫度的Visco-PlasticRecovery26-600-400-2000200-25-15-551525profiledistance(um)profileheight(nm)30minafter15daysafter8h@40oCBerkovichwithfaceforwardAutomotivepaintpolymerclearcoatFivecross-profilesOriginalscratchNanoScaleSciencesDivision材料表面的微觀磨損測試27NanoScaleSciencesDivision是德科技8500B小型場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)28全球唯一的小型帶能譜的低電壓高解析成像場發(fā)射掃描電鏡NanoScaleSciencesDivision29場發(fā)射高解析掃描電子顯微鏡，高亮度，高穩(wěn)定性全新靜電場透鏡，核心元件達到晶元尺寸，無需調(diào)校，重復性優(yōu)異創(chuàng)造性的一體化電子源，電子槍室，微型電子透鏡和檢測器，終身保持出場性能，用戶不再為SEM使用多年后性能下降的問題所困擾在低加速電壓條件下，快速得到高解析的圖像電子加速電壓連續(xù)可調(diào)，三軸自由操控馬達臺在保證高性能的同時，低能耗低散熱使冷卻水等外圍設備成為歷史操作簡單，易于維護，低運行成本制樣簡單，樣品無需噴金噴碳，完整保留樣品的真實形貌特征，適用于各種導電/非導電樣品小尺寸，不再需要專門的房間，甚至可以置于手套箱等實驗環(huán)境可帶能譜分析(EDS)是德科技場發(fā)射掃描電鏡8500B的特點及優(yōu)勢NanoScaleSciencesDivision低電壓掃描成像的優(yōu)點3030NanoScaleSciencesDivision減小電子束與樣品相互作用的體積提高背散射電子和二次電子成像的分辨率提高二次電子的產(chǎn)頞減小甚至完全消除不導電樣品的荷電效應局部化并減弱電子束對樣品造成的損壞減少邊緣效應影響顯示樣品真實的表面形貌樣品:20nm碳薄膜均勻鍍在銅載網(wǎng)上20千伏1

千伏(ImagesfromD.Joy,Scanning2007)31NanoScaleSciencesDivision8500B定量能譜EDS分析分析模式:

1.Fullrasterspectrum 2.R