“Meso es el nuevo nano”.- Prof.Peter Hosemann, UC Berkeley
µTS– Meso escala bajo el marco de carga universal del microscopio
Sistema de carga universal a escala mesoscópica bajo microscopio
Estados UnidosEl μts de psylotech es un único intermedioEscala entre la nanoindentación y el sistema de carga omnipotente macroSistema de prueba de materiales universales en miniatura, que se puede pasarSoftware relacionado con imágenes digitales (tic) combinado con microscopíaMedición sin contacto para obtenerDatos locales del campo de tensión.
El µTS de Psylotech es un sistema de prueba de materiales universales en miniatura con capacidad única en escalas de longitud entre nano-indenters y marcos de carga universales macro. La medición de la deformación local sin contacto en estas llamadas escalas de longitud meso proviene de la correlación de imagen digital (DIC) y la microscopía.
Descripción técnica tecnología
El μts tiene una adaptabilidad única a la longitud, velocidad y fuerza a múltiples escalas:
·Longitud: limitando el movimiento fuera del plano, el µTS permite una correlación de imagen digital de alta magnificación eficaz, a pesar de las limitaciones de profundidad de campo en los microscopios ópticos.
·Velocidad: El accionador de tornillo de bola de accionamiento directo permite velocidades que cubren 9 órdenes de magnitud. La alta velocidad permite un control eficaz de la carga, estudios dependientes de la velocidad y pruebas de deslizamiento o relajación del estrés.
·Fuerza: La tecnología patentada de sensores de ultra alta resolución proporciona una resolución 100 veces mayor en comparación con las alternativas de medición de tensión.
Descargar y consultar la página de color del producto micro TS ahora DescargarBrochure de µTS(actualización 2018.09.06).
Grips de pinzas
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Como sistema de prueba universal, μts está equipado con interfaces de ranura en forma de T para diferentes tipos de accesorios. La geometría de la interfaz triángulo / plano garantiza una alineación precisa de la rotación. Las plantillas estándar disponibles incluyen estiramiento, compresión, flexión de vigas y modo mixto arcan. Y puede diseñar accesorios personalizados de acuerdo con sus necesidades específicas. Como sistema de prueba universal, el µTS implementa una interfaz de ranura en T para diferentes tipos de agarres. La geometría de la interfaz triángulo/plano garantiza una alineación rotacional precisa. Los agarres estándar disponibles incluyen tensión, compresión, flexión de viga y modo mixto Arcan. Pregúntanos cómo se pueden diseñar agarres personalizados para sus necesidades específicas. |
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Estiramiento envolvente Sujetar la muestra en su superficie superior e inferior puede provocar un movimiento fuera de la superficie durante la carga. El aparato de estiramiento circundante permite mantener la muestra en una superficie perpendicular al plano de observación y mantener efectivamente la muestra en el plano. Otra ventaja es que las muestras se pueden instalar muy rápidamente en una pinza envolvente. La sujeción de una muestra en sus superficies superior e inferior puede conducir a un movimiento fuera del plano durante la carga. Los agarres de tensión envolvidos mantienen la muestra sobre superficies perpendiculares al plano de observación y han sido eficaces para mantener la muestra en el plano. Como beneficio adicional, las muestras pueden montarse muy rápidamente en la envoltura alrededor de los agarres. |
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Estiramiento de pinzas Algunos materiales, como película o compuestos de fibra cortada, no son propicios para la geometría de agarre envolvente. Los agarres de sujeción se pueden utilizar en estos casos. Un ajuste vertical del tornillo del micrómetro puede compensar las causas fuera del movimiento del plano. Además, un solo tornillo de sujeción elimina el par de sujeción asimétrico. |
| Arcano La geometría de agarre Arcan permite la carga en modo mixto desde un bastidor de carga uniaxial. La rotación de los agarres controla la relación de cizallamiento puro a deformación axial pura. Esta técnica aprovecha plenamente la medición de la deformación local a través de la correlación de imágenes digitales. |
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Compresión Las placas de compresión implementan un estante ligeramente elástico para mantener la muestra antes de aplicar la carga. Bajo carga, el muelle ligero se deforma fácilmente a medida que la muestra se expande |
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Doblado de viga Los accesorios de flexión de tres y cuatro puntos están disponibles. Todos menos un punto de contacto está en un rodillo de acero endurecido. El punto de contacto fijo impide la traducción, lo que puede dar lecturas de cumplimiento falsas cuando se utiliza el cumplimiento para monitorear el crecimiento de grietas. Tanto los accesorios de 3 como de 4 puntos implementan el mismo estante ligeramente elástico que las placas de compresión. |
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Configuración opcional opcional
La modularidad del µTS es tan flexible como potente. A continuación se presentan algunas de las opciones fácilmente configurables.
Celda de carga de baja fuerzaLa versión 100N de la célula de carga de 1,6 kN proporciona una resolución de fuerza más fina. Pregúntanos sobre la resolución de la fuerza hasta 100 nanonewtons.
Mayor velocidadUn tornillo de bola de mayor paso, un aumento de la pila de motores o una mayor tensión de entrada pueden producir velocidades de hasta 250 mm/s, por encima de los 80 mm/s del sistema de almacenamiento.
Extensión StokeLa carrera del instrumento de stock de 40 mm se puede extender sustancialmente, dependiendo de la necesidad experimental.
Cámara AmbientalLas temperaturas entre -100C y 200C se pueden controlar a través de la cámara ambiental opcional. Temperaturas más altas también están disponibles. Las bajas temperaturas requieren nitrógeno líquido.
SEMEl µTS se puede endurecer al vacío para su uso en microscopios electrónicos de barrido. Tenga en cuenta que el tiempo de rastreo, así como la deriva espacial y temporal complican el DIC con las imágenes SEM. La microscopía óptica no tiene estas limitaciones.
Centro de la etapa XUna etapa de posicionamiento secundaria mantiene cualquier muestra dentro del campo de visión del microscopio, independientemente de la cantidad de deformación.
Senso desplazamiento muestreador: Como medida de ahorro de costes, el codificador rotativo y el paso del tornillo de bola se pueden usar para inferir desplazamientos en lugar del sensor de desplazamiento local de alta resolución.
Posicionamiento Sub-10nmCon un codificador rotativo de 22 bits montado en el motor, un tornillo de bola de paso de 1 mm da ~ 238 picometros de resolución lineal. El ruido del sensor y el jitter de sintonización llevan el error de bucle cerrado a menos de 10 nm linealmente.
Paquete completo llave en manoPsylotech puede proporcionar un paquete completo de DIC, incluyendo un microscopio Olympus BXFM montado en el brazo, software Vic2D Correlated Solutions, una mesa de aislamiento de vibraciones y una cámara USB3.0 de 4 MP.
Microscopio Raman confocalEl µTS de Psylotech se ha integrado en un microscopio Raman confocal Witec. El software de control Psylotest controla la etapa del microscopio para el centrado de la muestra.
Actuador de tensión-torsiónSe añade un motor adicional al lado fijo del bastidor de carga además de una célula de carga de fuerza-par para facilitar la carga axial y de torsión.
Diferenciación de características únicas
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El µTS ofrece un sofisticado control de movimiento y un alto grado de precisión. Es un instrumento versátil que permite una amplia variedad de técnicas experimentales. Diseñado para experimentadores, la atención cuidadosa a los detalles incluye: |
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Dimensiones en mm
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Tornillo de bola El µTS incorpora un tornillo de bola de accionamiento directo, en lugar de tornillos de plomo simples accionados a través de una caja de cambios. El resultado es menos fricción, control de movimiento mejorado y menos mantenimiento. Además, los accionadores de tornillo de plomo están típicamente limitados a un rango estrecho de velocidades. |
Software de control Psylotest El software de control de µTS está escrito en LabVIEW. Cuenta con filtrado digital específico del segmento de prueba y disparo de cámara integrado, simplificando los datos y la coordinación de imagen DIC. Los usuarios avanzados tienen la opción de modificar el programa para integrar sistemas externos. |
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Velocidad Los sistemas de tornillo de plomo alternativos están típicamente limitados a un rango estrecho de velocidades. El tornillo de bolas de accionamiento directo cubre 9 órdenes de magnitud en velocidad. Puede moverse tan rápido como un marco de carga servohidráulica de tamaño macro o tan lento como la hierba que crece en un día caluroso de verano. La alta velocidad permite la versatilidad para más tipos de pruebas, incluyendo: Estudios dependientes de la tasa Pruebas de carga por pasos, como deslizamiento o relajación de estrés Control de carga eficaz -Fatiga |
Etapa de centrado Las grandes deformaciones pueden causar que un área específica de interés salga del campo de visión del microscopio durante un experimento. Los tornillos izquierdos/derechos opuestos pueden mitigar este problema, pero tal configuración exacerba el problema de centrado para las muestras de flexión de viga. Además, ¿qué sucede cuando el área de interés no está en el centro de la muestra? El uTS puede configurarse con una etapa de centrado. El accionador de esta etapa secundaria está sujeto al accionador principal del sistema de manera que puede lograrse cualquier relación de movimiento. El movimiento relativo de la cabeza transversal no está vinculado a 50/50, e incluso las muestras de flexión de viga pueden mantenerse dentro del campo de visión. |
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Movimiento fuera del plano En el uTS, la cabeza transversal fija, el adaptador de agarre de ranura en T y la célula de carga se integran en una sola parte cortada de un bloque sólido de 17-4. Esta integración contribuye a la captura de imagen in situ de calidad bajo un alto aumento del microscopio. Eliminar los controles de apilamiento de tolerancia fuera del plano. La integración también simplifica en gran medida el procedimiento de alineación del sistema. Para controlar aún más el movimiento fuera del plano, se colocan dobles guías lineales simétricamente en el plano de carga. Cualquier momento de los efectos de fricción están equilibrados y no contribuyen al tono o el guiñado. Los diseños anteriores colocaron guías lineales por debajo del plano de carga, causando problemas de enfoque bajo una alta ampliación del microscopio. |
Celda de carga El µTS aprovecha la tecnología patentada de Psylotech con una sensibilidad de 400 mV/V en comparación con 2 mV/V de alternativas tensiométricas típicamente encontradas en marcos de carga universales. El aumento de la sensibilidad significa una resolución aproximadamente 100 veces mayor, lo que permite múltiples experimentos de escala de fuerza. Por ejemplo, la célula de carga de 1,6 kN puede usarse en pruebas en las que normalmente se usaría una célula de carga de 16 N. Los usuarios avanzados podrían aprovechar esta alta sensibilidad para permitir nuevos experimentos, como la longitud de grietas del cumplimiento o la sustitución de sensores acústicos en pruebas compuestas. |
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Sensor de desplazamiento El µTS monitorea el desplazamiento sobre el eje con la muestra. Los sistemas alternativos implementan mediciones fuera del eje, de tal manera que el pequeño paso o guiñazo inevitable en los experimentos del mundo real aparecen como lecturas de desplazamiento falsas. En ciertos casos, la posición giratoria y el paso también se utilizan para inferir el desplazamiento. Con el sensor de desplazamiento en el eje de alta resolución, Psylotech ha logrado un mejor control de posición de bucle cerrado de 5 nm basado en la retroalimentación del sensor de desplazamiento de cabeza transversal. Tal control es posible desde un accionador de tornillo de bola de gran carrera, porque el sensor de retroalimentación mide el desplazamiento aguas abajo del tornillo en el tren de carga. |
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Tomas Webbe Kerekes - Mejora de la sensibilidad mecanoluminescente de SrAl2O4: Eu2 +, Dy3 + compuesto por método de curado por ultrasonidos.
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Instrucciones de configuración configuración configuración
Haga clic en la imagen de arriba para ingresar a las instrucciones de configuración.Para configuraciones típicas, por favor haga clic en la imagen de arriba.
Trazabilidad tecnológica about
Las tecnologías centrales de control de movimiento para el µTS se desarrollaron en un laboratorio de investigación del Ejército WMRD SBIR. La colaboración con el profesor Ioannis Chasiotis de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign fue crítica para ese esfuerzo. El objetivo era aplicar las lecciones aprendidas por el grupo Chasiotis, haciéndolas comercialmente accesibles y más fáciles de usar. En el proceso, Psylotech agregó sus tecnologías de sensores de alta resolución y desarrolló un accionador de tornillo de bola de posicionamiento a escala casi nanométrica para crear el µTS.
En la prisa para entender la nanoescala, seis órdenes de magnitud en la escala de longitud se eclipsaron. El µTS aprovecha la correlación de imagen digital para la medición de deformación local en estas escalas de longitud "meso" entre 10 mm y 5 nm.