用于汽车工业微奈米材料表征之是德科技奈米量测技术

Micro/NanoScaleMaterialsCharacterizationforAutomotiveIndustrywithKeysightNanotechnologyMeasurementSolutions

用于汽车工业微奈尺度材料表征的是德科技奈米量测技术

是德科技和奈米科技

扫描探针显微镜/原子力显微镜

起源于1993年成立的美国MolecularImaging公司生产的扫描探针显微镜和原子力显微镜

以高解析、在溶液、可控环境和电化学条件下成像享誉全球

拥有

50多项专利和3000多篇用户发表的学术文章

2005年11月被安捷伦收购并入安捷伦科技

奈米压痕及拉伸仪起源于1983年成立的美国Nano-Instruments公司生产的、基于WarrenOliver&JohnPethica首创的微奈尺度力学测试理论的压痕仪和单丝拉伸仪

1998年被美国MTS收购

2008年被安捷伦从MTS收购并入安捷伦科技

场发散扫描电镜及能谱仪起源于2002年成立的美国Novelx公司生产的小型场发射扫描电子显微镜

研发出革命性的半导軆晶元微加工堆积专利技术的全静电电子透镜

2010年1月被安捷伦收购并入安捷伦科技2NanoScaleSciencesDivision概述3原子力显微镜(AFM)及其应用5600AFM,7500AFM,9500AFM奈米力学测试系统(NI)及其应用G200奈米压痕仪小型场发射扫描电镜(FE-SEM)及其应用8500BFE-SEM,EDSNanoScaleSciencesDivision是德科技奈米量测手段4AFMNanoindentationFE-SEM原子力显微镜(AFM)奈米力学测试扫描电镜(FE-SEM)

适用于各种大小样品的一系列AFM型号

独特的磁力轻敲模式(MACMode)，对生物软物貭在液体中高解析成像

领先的环境控制功能，有效控制样品的气氛、湿度、温度及电化学条件

独创的扫描微波模式(SMM)，定量量测半导体材料及器件的电容、阻抗及掺杂浓度超快速成像技术：每帧两秒(256x256)

应用：材料科学，生命科学，电化学，电学性能，半导体，緑色能源，奈米技术，高分子有机科学

电磁传感技术提供优越的加载力和压入位移的动态范围

提供精确且具可重复性的测试结果，满足国际标准(ISO14577和ASTMC1557)

简便快速的给出形貌结构与性能之间的定量关系应用：复合材料，高分子材料，薄膜，金属，

陶瓷，生物医学材料，纤维，DLC膜，微电子材料及器件，等

具革命性的全静电透镜式小型场发射扫描电镜

小于十奈米的分辨率

连续可调的低电压成像，非导电样品无需喷导电镀层

安装使用方便，无需特殊实验室条件或场地，无后续维护费用应用：金属，高分子材料，薄膜，陶瓷，生物医学材料，纤维，磁性材料，非导电及对能量敏感物貭NanoScaleSciencesDivision是德科技原子力显微镜5NanoScaleSciencesDivision56007500/9500原子力显微镜是用一个非常细尖的探针去接触和感应样品表面，由测到的相互力转换成三维形貌图。9500原子力显微镜6全新的控制器高集成且可扩展高带寛基于FPGA的快速高精度I/O全新的NanoNavigator软体直覚人性化的用户接口常规操作极其方便可直接进入各种模式的最佳操作接口有专业技能经验的内涵提供明确的最佳操作方案能够介入所有的操作参数和细节快速扫描QuickScan最快的成像速度：每祯2秒

（256x256pixels）AutoDrive

自动设置操作及回馈参数，减少对用户经验的要求NanoScaleSciencesDivision是德科技原子力显微镜特点和优势7NanoScaleSciencesDivision杰出的高解析扫描性能

扫描器同时具备90um扫描及原子级分辨率优异的环境控制功能嵌入式环境腔环境腔集成温湿度传感器针对导电性差异及STM实验而设计的用户可选择更换的前置放大器多样化的样品平台，以满足各种成像模式的需求具最快的成像速度：每祯2秒

（256x256像素）原子力显微镜的应用8NanoScaleSciencesDivision形貌成像模量成像磁力成像导电成像液体中成像原子力显微镜在汽车工业的应用9原材料、机械部件表面微观形貌检测橡胶、聚合物的微观形貌结构表征及组分分析混合、添加物的微观形貌及分布的检测与分析油漆表面微观检测与分析电池材料：锂电极的研究NanoScaleSciencesDivision原子力显微镜表征复杂的聚合物组分10NanoScaleSciencesDivision检测橡胶形貌-

维持样品的原貌11NanoScaleSciencesDivision12(a)天然橡胶(b)丁烯橡胶(c)苯乙烯－丁二烯橡胶检测橡胶组分-

直接观测分析橡胶聚合物各组分的比例形貌图(10um)相位图(10um,68%

SBRwithPBDphase)NanoScaleSciencesDivision13检测橡胶中固体添加物-

颗粒表征NanoScaleSciencesDivision14检测橡胶中固体添加物-

比较不同的添加工艺NanoScaleSciencesDivision电化学原子力显微镜-锂电池新电极材料研发15LithiumtitanatecathodematerialusedinnextgenerationLi-Ionbatteries.Surfacemorphologychangesbasedonlithiumcontent.NanoScaleSciencesDivision是德科技G200奈米压痕仪16•半导体，

薄膜,MEMs器件•硬貭镀层,DLC薄膜•复合材料,纤维,聚合物•金属,陶瓷•生物

/医学材料G200奈米压痕仪传感器工作原理示意图NanoScaleSciencesDivisionG200是德科技G200奈米压痕测试技术17

压痕载入力范围广，给出定量的杨氏模量和硬度

划痕、磨损、摩擦和横向力测试

动态测试-对粘弹性物貭的性能的连续刚度测试方法

儒变

三维原位成像、精确定位压痕测试：静态–形貌图，动态–刚度图

样品温度控制（加热）

快速压痕测试–力学性能成像

远程可控的自动操作NanoScaleSciencesDivision奈米压痕测仪在汽车工业的应用18机械部件表面压入力学测试（静态/动态/快速压痕）电池材料：锂电极材料模量和硬度测试（快速压痕）原材料表面镀层的模量和硬度测试（连续刚度）橡胶轮胎截面结构及组分的微观力学测试（静态/动态）油漆层舆基体表面结合力的检测（划痕）机械部件表面的微观磨损测试NanoScaleSciencesDivision多相合金微区定位压痕测试19NanoScaleSciencesDivision快速压痕应用–力学性能成像数分钟内完成20EutecticCr-Cr3Si(H)2205steel(H)Fiberglass(H)40x40indentsto1mN40x40indentsto1mN50x50indentsto1mNNanoScaleSciencesDivision锂电池阴极材料的机械性能测试（快速压痕）21(Topimages)NanoindentationGrid.(Middleleft)Standard–Hardness[GPa],calculatedatdepth100nm.(Middleright))ExpressTest–Hardness[GPa].(Bottomleft)Standard–Modulus[GPa],calculatedatdepth100nm.(Bottomright)ExpressTest–Modulus[GPa].NanoScaleSciencesDivision连续刚度测试应用2222软膜硬基体NanoScaleSciencesDivision硬膜软基体橡胶轮胎-

StorageModulus

测试23橡胶轮胎–

LossFactor

测试24油漆层的划痕CriticalLoad测试25050010001500200025000100200300400500600700scratchdistance(um)indenterpenetration(nm)Pc=2.5mNhc=1500nmPenetrationunderloadResidualscratchdepth0246810121416NewfreshpaintPaintaged2yearsundersunlightCriticalload(mN)NanoScaleSciencesDivision油漆层划痕随时间和温度的Visco-PlasticRecovery26-600-400-2000200-25-15-551525profiledistance(um)profileheight(nm)30minafter15daysafter8h@40oCBerkovichwithfaceforwardAutomotivepaintpolymerclearcoatFivecross-profilesOriginalscratchNanoScaleSciencesDivision材料表面的微观磨损测试27NanoScaleSciencesDivision是德科技8500B小型场发射扫描电镜(FE-SEM)28全球唯一的小型带能谱的低电压高解析成像场发射扫描电镜NanoScaleSciencesDivision29场发射高解析扫描电子显微镜，高亮度，高稳定性全新静电场透镜，核心元件达到晶元尺寸，无需调校，重复性优异创造性的一体化电子源，电子枪室，微型电子透镜和检测器，终身保持出场性能，用户不再为SEM使用多年后性能下降的问题所困扰在低加速电压条件下，快速得到高解析的图像电子加速电压连续可调，三轴自由操控马达台在保证高性能的同时，低能耗低散热使冷却水等外围设备成为历史操作简单，易于维护，低运行成本制样简单，样品无需喷金喷碳，完整保留样品的真实形貌特征，适用于各种导电/非导电样品小尺寸，不再需要专门的房间，甚至可以置于手套箱等实验环境可带能谱分析(EDS)是德科技场发射扫描电镜8500B的特点及优势NanoScaleSciencesDivision低电压扫描成像的优点3030NanoScaleSciencesDivision减小电子束与样品相互作用的体积提高背散射电子和二次电子成像的分辨率提高二次电子的产頞减小甚至完全消除不导电样品的荷电效应局部化并减弱电子束对样品造成的损坏减少边缘效应影响显示样品真实的表面形貌样品:20nm碳薄膜均匀镀在铜载网上20千伏1

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

1.Fullrasterspectrum 2.R