布魯克原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)

Bruker的PI 系統(tǒng)—PicoIndenter原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)，是Bruker公司專為掃描和透射電鏡設(shè)計的可以通過視頻捕獲功能實時監(jiān)測測試過程，并同步采集力學(xué)數(shù)據(jù)的定量納米力學(xué)測試設(shè)備。獨特的傳感器設(shè)計使其在整個實驗中具有無可比擬的穩(wěn)定性，受到廣大用戶的好評?？梢栽陔婄R中進行原位壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學(xué)性能測試；此外，通過升級電學(xué)、加熱模塊，還可研究材料在力、電、熱等多場耦合條件下結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。

下面是PicoIndenter的技術(shù)優(yōu)勢：

1.布魯克ZG的三板電容式傳感

（1）電鏡中，針尖的靈敏性和精確操控性是原位測試的關(guān)鍵。

PI系統(tǒng)采用壓電陶瓷精細定位和三板電容傳感器精密驅(qū)動探測的技術(shù)，使得樣品的原位操控得以實現(xiàn)。BrukerZG的三板電容式傳感器提供靜電式驅(qū)動和電容式位移傳感，大程度降低了熱漂，熱漂移<0.05nm/s，實現(xiàn)了電鏡中真正的定量納米力學(xué)檢測。

（2）同時具備載荷和位移的驅(qū)動和監(jiān)測功能

載荷控制模式可以通過設(shè)定恒定壓力研究材料的蠕變特性，而位移控制模式則在應(yīng)力松弛的研究中更為有效。

2．電鏡視頻與力學(xué)數(shù)據(jù)同步技術(shù)

3．主動阻尼減震的Q-Control

Q-Control集成于Performech先進控制模塊，通過增加主動阻尼，降低了真空環(huán)境中的振動，從而保證了圖像和視頻采集的高分辨率。

4．Performech先進控制系統(tǒng)

內(nèi)部反饋頻率高達78 kHz，確保了載荷/位移函數(shù)可以捕捉到壓痕產(chǎn)生過程中轉(zhuǎn)瞬即逝的變化，這對應(yīng)變速率快的壓痕測試非常適用，如位錯、斷裂起始等，同時能降低噪聲背景（＜20nN），從而實現(xiàn)真正可靠的微觀納米尺度測試。

5．多場耦合原位納米力學(xué)測試

（1）電鏡里常規(guī)納米力學(xué)測試

Bruker還提供了耦合的測試模式：

（2）力-熱耦合測試模式

Bruker自行研發(fā)的加熱系統(tǒng)具有400℃和800℃兩種加熱模塊可供選擇，采用電阻式加熱有利于在更大范圍內(nèi)原位研究材料的力學(xué)性能。RTD技術(shù)可確保在真空中具有更好的熱穩(wěn)定性。同時，真空條件中進行高溫測試可防止表面氧化的發(fā)生。此外，還可直接測量及觀察材料的熱致轉(zhuǎn)變過程。

400℃ (for SEM/TEM)

800℃高溫臺 (only for SEM)

鎳基高溫合金室溫和600℃條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線展示了600℃做壓縮實驗時，有很多應(yīng)力突降，正好對應(yīng)于SEM圖中不斷產(chǎn)生的滑移帶。

（3）力-電耦合測試模式

電學(xué)測試模塊是測量納米尺度電接觸電阻的優(yōu)選工具，提供功能強大的原位電學(xué)、力學(xué)及同步力電性能測量。特制導(dǎo)電硼摻雜金剛石探針既可以用于標(biāo)準力學(xué)測試，也可以用于電學(xué)測試。此外，導(dǎo)電壓頭支架允許用戶裝載他們的導(dǎo)電探針，實現(xiàn)樣品大化的表征研究。

Bruker多功能載荷函數(shù)編輯器允許同時進行I-V曲線測量和壓入測試?？梢詫?shù)據(jù)輸入到Bruker Tribo Analysis軟件中，提供進一步的數(shù)據(jù)分析。

高電壓：10V 大電流：10 mA

ECM 兩電極測試

E-PTP 四電極測電阻

E-PTP測試模塊采用了在PTP拉伸臺鍍上具有一定圖案的電極，使研究人員在進行拉伸測試的同時，可以輸入電學(xué)信號，來研究動態(tài)拉伸過程中樣品的電學(xué)特性，如電阻等。這對研究電致伸縮材料、壓電材料等非常有效。

（4）力-EBSD連用測試(only for SEM)

PI-88選配樣品傾斜&旋轉(zhuǎn)平臺模塊后可在原先3個自由度（X/Y/Z/）的基礎(chǔ)上新增傾斜和旋轉(zhuǎn)兩個自由度，以用于樣品的精確定位；并可在不破壞真空環(huán)境的條件下，實現(xiàn)與EBSD、FIB的無縫鏈接。節(jié)省了整個測試過程中花費在顯微鏡上的工藝時間，并可使敏感性樣品免于暴露在大氣中。

樣品臺:X-軸: >12 mm  Y-軸: >16 mm  Z-軸: >8 mm 

樣品傾斜&旋轉(zhuǎn)模塊：傾斜范圍: 180° 旋轉(zhuǎn)范圍: 180°

（5）動態(tài)力學(xué)測試                                   

動態(tài)力學(xué)是測試粘彈性材料力學(xué)性能的一種有效方法。該模塊可提供頻率高達300 Hz的正弦載荷加載，以評估眾多材料的時間響應(yīng)性。這一技術(shù)簡化了測試裝置，是直接觀察微納結(jié)構(gòu)柱子、粒子、梁、納米纖維以及薄膜材料疲勞性能的理想選擇。

施加振蕩力連續(xù)測量粘彈性和疲勞特性與深度和頻率的函數(shù)