[文章導(dǎo)讀] （原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）然而復(fù)合材料各成分及其界面處的機(jī)械性能的表征依舊是難點(diǎn)。
先進(jìn)鋼鐵的系統(tǒng)開發(fā)要求對(duì)其復(fù)雜的多相微觀結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行定量表征。此外，先進(jìn)多相鋼鐵材料的綜合性能由每種成分在材料中的體積分?jǐn)?shù)和各自的性能決定。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）(點(diǎn) 擊了解詳情)
各種成分的體積分?jǐn)?shù)可以用先進(jìn)的可視化技術(shù)來量化，例如SEM原位電子背向散射衍射（EBSD）技術(shù)。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）然而復(fù)合材料各成分及其界面處的機(jī)械性能的表征依舊是難點(diǎn)。
一般每種成分和界面先用EBSD進(jìn)行識(shí)別，然后用聚焦離子束光刻技術(shù)從研究區(qū)域切割出微柱。第二步即可用納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）然而介于樣品的微小尺寸，（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)必須具備一下特殊的技術(shù)功能：
- 能夠以極高的分辨率向小樣品上加載力，以檢測(cè)純滑移詳細(xì)
- 在SEM真空腔內(nèi)的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高分辨率成像
- 以亞納米分辨率檢測(cè)和量化樣品形變，以測(cè)定滑移移動(dòng)
- 能夠以足夠高的頻率對(duì)力和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣以解決每個(gè)滑移事件
FT-NMT03原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)可以在SEM/FIB內(nèi)對(duì)微柱機(jī)械性能進(jìn)行直接精確的測(cè)量。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）采用微力傳感器加載載荷配合高精度位置編碼器可以對(duì)微柱形變行為進(jìn)行壓縮、循環(huán)、蠕變或斷裂測(cè)試。
（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）通過力-形變（應(yīng)力-應(yīng)變）曲線，可以材料的機(jī)械性能進(jìn)行分析。此外還可獲得材料塑性形變機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)制的具體觀測(cè)信息。
快速高分辨力傳感器
Femtotools已經(jīng)研發(fā)出一種基于微芯片的力傳感技術(shù)，提供無與倫比的測(cè)試性能。得益于微小、微芯片傳感元件，使這種傳感技術(shù)能夠達(dá)到非常高的靈敏度，并確保測(cè)力的噪聲在亞納牛級(jí)別。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）而且傳感元件的體量非常小，從而使得共振非常高（即可以高頻率測(cè)量力。）除此以外，傳感器以單晶硅為基材，確保了整個(gè)生命周期內(nèi)優(yōu)越的長期穩(wěn)定性和可重復(fù)性輸出。
可在SEM的最小工作距離下測(cè)量
為獲得最好的SEM/FIB成像質(zhì)量，能在最小工作距離下工作是非常重要的?；谛酒奈⒘鞲刑结樖沟脵C(jī)械測(cè)試能在近至4mm的工作距離下進(jìn)行，（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）并且不與SEM磁極片產(chǎn)生沖突。
SEM/FIB集成
得益于FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的緊湊尺寸（71×100×35mm），該系統(tǒng)可以與市面上絕大多數(shù)的全尺寸SEM/FIB結(jié)合使用，在樣品臺(tái)上安裝和拆卸該系統(tǒng)十分簡便，僅需幾分鐘。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）
此外，由于FT-NMT03的獨(dú)特設(shè)計(jì)（無基座、開放式），該系統(tǒng)可以和電子背向散射衍射儀（EBSD）和掃描透射電子顯微鏡（STEM）技術(shù)兼容。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）
應(yīng)用舉例：微柱體中剪切帶的定量表征
針對(duì)高輻射環(huán)境下，如原子核反應(yīng)堆和太空中，使用的材料，定量分析輻射對(duì)負(fù)載材料的力學(xué)影響是非常有必要的。SEM原位納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)能夠?qū)ξ⒅w進(jìn)行壓縮測(cè)試，并高分辨地記錄應(yīng)力-應(yīng)變曲線。左圖顯示了經(jīng)受強(qiáng)輻射后的微柱體塑性變形的形貌以及應(yīng)力-應(yīng)變曲線。 （原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）
壓縮的微柱經(jīng)過線性彈性區(qū)間后(a)，可以觀測(cè)到樣品的宏觀屈服和局部剪切形核(b)。隨著應(yīng)變的增大，剪切帶進(jìn)一步擴(kuò)展直至柱體表面，此時(shí)應(yīng)力驟降(c)。隨后，應(yīng)力的小幅降低來源于原子平面的平行滑移(d)。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）
應(yīng)用舉例：CNT柱的單軸壓縮測(cè)試
平行排列的碳納米管(CNT)柱在柔性電池、熱界面材料和3D超級(jí)電容器方面有很大的應(yīng)用潛能。這些CNT柱的力學(xué)性能不僅與單個(gè)的CNT力學(xué)性能有關(guān)，而且與CNT的排布密度和管與管間的相互作用力有關(guān)。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）右圖顯示了單軸壓縮實(shí)驗(yàn)表征CNT柱的力學(xué)性能。首先，將微力傳感探針和樣品臺(tái)上的CNT柱精確對(duì)準(zhǔn)(a)。然后，對(duì)CNT柱施加預(yù)定的載荷，測(cè)試系統(tǒng)記錄力和位移數(shù)據(jù)，同時(shí)通過SEM獲得微結(jié)構(gòu)形變的高分辨圖像(b)。（原位SEMFIB納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)）用戶可實(shí)時(shí)跟蹤柱體的塑性變形(c)以及載荷釋放后柱體的應(yīng)力松弛過程(d)。
結(jié)論
原位SEM微柱壓縮實(shí)驗(yàn)可用作多相鋼鐵材料中各成分機(jī)械性能的定量分
