"Месо - це новий нано".Професор Пітер Хосеман, Університет Берклі
µTS– Meso шкала під мікроскопом універсальна навантаження рамка
Система універсального навантаження під мікроскопом
СШАμTS компанії Psylotech є унікальним середМасштаб між нанопрессовою головкою і макроуніверсальною системою навантаженняМікро-універсальна система випробування матеріалів, яка може пройтиПрограмне забезпечення, пов'язане з цифровим зображенням (DIC), в поєднанні з мікроскопомБезконтактні вимірювання для отриманняЧастинні дані про напруження.
µTS Psylotech є мініатюрною універсальною системою тестування матеріалів, унікально здатною на масштабах довжини між нано-індентерами та макро-універсальними навантаженнями. Безконтактне, локальне вимірювання розтяження на цих так званих масштабах мезодовжини походить від цифрової кореляції зображення (DIC) та мікроскопії.
Технічний опис Technology
μTS має унікальну адаптацію до довжини, швидкості та сили в різних масштабах:
•Довжина: Обмежуючи рух поза площиною, µTS дозволяє ефективну цифрову кореляцію зображення з високим збільшенням, незважаючи на обмеження глибини поля в оптичних мікроскопах.
•Швидкість: Прямий привідний кульцевий винтовий привод дозволяє швидкість, що охоплює 9 порядків величини. Висока швидкість дозволяє ефективно контролювати навантаження, дослідження залежні від швидкості та випробування повзування або розслаблення стресу.
•Сила: патентована технологія датчика ультрависокої роздільної здатності забезпечує в 100 разів вищу роздільну здатність в порівнянні з альтернативами для вимірювання напруження.
Завантажити і переглянути кольорову сторінку продукту µTS зараз ЗавантажитиµTS Брошура(Оновлена версія 2018.09.06).
Кріплення Grips
|
Як загальна система випробування, μTS оснащена інтерфейсом T-слоту для різних типів пристроїв. Геометрія трикутного/плоского інтерфейсу забезпечує точне вирівнювання обертання. Доступні стандартні кріплення включають розтягування, стиснення, вигинання пучки та змішані режими Arcan. Можна також розробити закладні пристрої відповідно до ваших конкретних потреб. Як універсальна система випробування, µTS реалізує інтерфейс T-слоту для різних видів захоплень. Геометрія трикутника/плоского інтерфейсу забезпечує точне вирівнювання обертання. Доступні стандартні захоплення включають напругу, стиснення, вигинання пучки та змішаний режим Arcan. Запитайте нас, як можна розробити спеціальні захоплення для ваших конкретних потреб. |
|
Навколо розтягування Затягування випробної частини на верхній та нижній поверхнях може призвести до перебіжного руху під час навантаження. Навколишні розтягувальні засоби тримають зразок на поверхні вертикально до площини спостереження і ефективно тримають зразок всередині площини. Ще одна перевага полягає в тому, що зразок може бути дуже швидко встановлений в круговий пристрій. Застиснення зразка на його верхніх і нижніх поверхнях може призвести до виходу з плоскості під час навантаження. Обгортання навколо напружених схильників тримає зразок на поверхнях перпендикулярних площині спостереження і було ефективним для утримання зразка в площині. Як додаткова перевага, зразки можуть бути дуже швидко встановлені в обгортку навколо ручки. |
|
Клемп розтягування Деякі матеріали, такі як плівка або нарізані композити з волокна, не сприяють геометрії захоплення. У цих випадках можуть бути використані захоплення. Вертикальне регулювання винту мікрометром може компенсувати причини руху площини. Крім того, один зашипний винт усуває асиметричний крутний момент зашипнення. |
| арканських Геометрія захоплення Arcan дозволяє змішане навантаження з одноосної навантаження. Поворотний захоп контролює співвідношення чистого зсуву до чистого осевого напруження. Ця техніка повністю використовує локальне вимірювання напруження за допомогою цифрової кореляції зображення. |
|
Стиснення Платини стиснення встановлюють злегка спружену полку, щоб утримувати зразок перед нанесенням навантаження. Під навантаженням легка пружина легко деформується, коли зразок розширюється |
|
|
вигинання пучка Доступні три та чотири точки вигинання. Всі, крім однієї точки контакту, знаходяться на загартованому сталевому ролику. Фіксована контактна точка запобігає перекладу, що може дати помилкові показники відповідності при використанні відповідності для моніторингу зростання тріщин. Обидва 3- і 4-точкові кріплення реалізують ту ж легко спружинуту полічку, що і стисні пластини. |
|
Налаштування Optional
Модульність µTS настільки ж гнучка, як і потужна. Нижче наведені деякі з легко налаштованих варіантів.
Клетка навантаження низької силиВерсія 100N навантаження 1,6 кН забезпечує більш тонку роздільну здатність сили. Запитайте нас про роздільну здатність до 100 нано-Ньютонів.
Збільшення швидкості: Більш високий шаричний винт, збільшений стек двигуна або більш висока вхідна напруга можуть виробляти швидкість до 250 мм / с, порівняно з 80 мм / с фондової системи.
Розширений Сток: 40 мм запас інструменту удар може бути значно розширений, залежно від експериментальної потреби.
Екологічна палатаТемператури між -100C і 200C можуть контролюватися за допомогою додаткової камери навколишнього середовища. Також доступні більш високі температури. Низькі температури вимагають рідкого азоту.
СЕМμTS може бути вакуумно затверджений для використання в скануванні електронних мікроскопів. Зверніть увагу, що час растрування, а також просторовий та часовий дрейф ускладнюють DIC з зображеннями SEM. Оптична мікроскопія не має цих обмежень.
Центрування X-етапуВторий етап позиціонування зберігає будь-який зразок всередині поля зору мікроскопа, незалежно від кількості деформації.
Збірковий зміст Sensor: Як захід економії витрат, ротаційний кодер та шаричний винт можуть бути використані для висновку зрушень замість високої роздільної здатності локального датчика зрушення.
Позиціонування Sub-10nm: З 22-бітним ротаційним кодером, встановленим на двигун, 1 мм шаричний винт дає ~ 238 пікометрів лінійної роздільної здатності. Шум датчика та настройка джітера приносять помилку закритої петлі до нижче 10 нм лінійно.
Повний пакет під ключPsylotech може забезпечити повний пакет DIC, включаючи мікроскоп Olympus BXFM, встановлений на буму, програмне забезпечення Vic2D Correlated Solutions, вібраційний стіл та камеру USB3.0 4 МП.
Конфокальний мікроскоп РаманаμTS Psylotech був інтегрований в конфокальний мікроскоп Рамана Witec. Програмне забезпечення управління Psylotest контролює стадію мікроскопу для центрування зразка.
Принудник напруги-крутуДодатковий двигун додається до фіксованої сторони навантаження рами на додаток до навантаження сили-крутячого моменту для полегшення осевого та крутячого навантаження.
Унікальні особливості диференціації
|
|
µTS пропонує складний контроль руху та високий ступінь точності. Це універсальний інструмент, що дозволяє широкий спектр експериментальних методів. Розроблена для експерименталістів, уважна увага до деталей включає: |
|
Розміри в мм
|
|
|
Кульковий винт µTS включає в себе прямий привідний шариковий винт, а не прості свинцеві винти, що приводяться через коробку передач. Результатом є менше тертя, поліпшений контроль руху та менше обслуговування. Крім того, свинцеві винтові приводи зазвичай обмежуються вузьким діапазоном швидкостей. |
Програмне забезпечення управління Psylotest Програмне забезпечення управління µTS написано в LabVIEW. Він має спеціальний для тестового сегмента цифровий фільтр та інтегрований запуск камери, спрощуючи дані та координацію зображення DIC. Розширені користувачі мають можливість модифікувати програму для інтеграції зовнішніх систем. |
|
|
Швидкість Альтернативні свинцеві винтові системи зазвичай обмежуються вузьким діапазоном швидкостей. Кульковий винт прямого приводу охоплює 9 порядків величини швидкості. Він може рухатися так само швидко, як макророзмір сервогидравлічної навантаження рами або так повільно, як трава росте в гарячий літній день. Висока швидкість дозволяє універсальність для більш різних типів тестування, включаючи: Дослідження залежні від рівня Ступові випробування навантаження, такі як повзування або розслаблення стресу Ефективний контроль навантаження втома |
Центрування етапу Великі деформації можуть призвести до того, що певна область інтересу виходить з поля зору мікроскопа під час експерименту. Противність ліворучних / праворучних винтів може пом'якшити цю проблему, але така конфігурація посилює проблему центрування для зразків вигинання пучки. Також, що відбувається, коли область інтересу не знаходиться в центрі зразка? µTS можна налаштувати з етапом центрування. Принудник цієї вторинної ступені підключається до основного системного приводу таким чином, що може бути досягнуто будь-якого співвідношення руху. Відносний перехрестовий рух голови не пов'язаний з 50/50, і навіть зразки вигинання пучка можуть зберігатися в полі зору. |
|
|
Рух поза плоскостю У µTS фіксована перехрестова головка, T-слот-адаптер захоплення та навантажувальна клітина інтегруються в одну частину, вирізану з твердого блоку 17-4. Ця інтеграція сприяє якісному захопленню зображення in situ при високому збільшенні мікроскопу. Усунення толерантності стек-ап контролю за межами площини руху. Інтеграція також значно спрощує процедуру вирівнювання системи. Для подальшого контролю руху поза площиною подвійні лінійні керівники симетрично розміщені в площині навантаження. Будь-які моменти від ефектів теріння збалансовані і не сприяють висоті або заїму. Попередні конструкції розміщували лінійні керівники нижче площини навантаження, що викликало проблеми з фокусуванням при високому збільшенні мікроскопу. |
Навантаження клітинки µTS використовує запатентовану технологію Psylotech з чутливістю 400 мВ/В в порівнянні з 2 мВ/В від альтернатив для вимірювання напруження, які зазвичай знаходяться в універсальних навантаженнях. Збільшення чутливості означає приблизно в 100 разів вищу роздільну здатність, що дозволяє провести кілька експериментів в масштабі сил. Наприклад, запас навантаження 1,6 кН може бути використаний у випробуваннях, де зазвичай використовується навантаження 16 Н. Передові користувачі могли б використовувати цю високу чутливість, щоб дозволити нові експерименти, такі як довжина тріщин від відповідності або заміна акустичних датчиків у композитних випробуваннях. |
|
|
Датчик переміщення µTS контролює зрушення на вісі з зразком. Альтернативні системи реалізують вимірювання поза осями, таким чином, що невеликий накид або відкладання, неминуче в реальних експериментах, виявляються як помилкові показники змісту. У певних випадках для висновку зрушення також використовуються ротаційне положення та шах. За допомогою датчика зрушення високої роздільної здатності на осі Psylotech досяг кращого, ніж 5 нм контролю положення закритої петлі на основі зворотної зв'язку від датчика зрушення перехрестової голови. Таке управління можливе за допомогою великого ударного кульцево-винтового приводу, оскільки датчик зворотного зв'язку вимірює зрушення вниз за винтом в навантаженні. |
Демонстраційне відео
Вибрані публікації Selected Publications
2021
UT Даллас
Runyu Zhang, Huiluo Chen, Sadeq Malakooti, Саймон Оман, Бін Ван, Hongbing Lu, Huiyang Luo,Квази-статичні та динамічні обмежені стиснення поведінки скляних бісерів In-Situ рентгенівських мікро-Комп'ютерна томографія.
Університет Перду
MehdiShishehbor, HyeyoungSon, MdNuruddin, Jeffrey P.Youngblood, ChelseaDavis, Пабло Д.Заваттієрі,Вплив вирівняння та мікроструктурних особливостей на механічні властивості та механізми збоїв нанокристалів целюлози (ЧПУ) плівок.
2020
Університет Ватерлоо
Дібакар Мондаль, Томас Л. Віллетт,Екструзія збільшує механічні властивості 3D-друкованих нанокомпозитних біоматеріалів.
Клемсонського університету
Шабанісамгабаді, Мітра,Дислокаційне слізгання та деформаційне близнювання в кубічних сплавах з високою ентропією з низькою енергетичною вадою (2020). Всі дисертації. 2756.
Університет Перду
Мітчелл Л. Ренчек, Ендрю Дж. Вайсс, Самі М. Ель Авад Азрак, Ендріна С. Форті, мед. Нуруддін,
Джеффрі П. Янгблад і Челсі С. Девіс*
Прикладні полімерні матеріали ACS (ACS Appl. Polym. Mater. 2020, 2, 578−584),Визначення модуля наноцелюлозної плівки за допомогою підходів механіки згинання
Університет штату Юта, Департамент машинобудування
Mirmohammad, H., Gunn, T. & Kingstedt, O.T.- Експериментальні методики, 2020.Вимірювання повного поля розтяження на місці в субзерновому масштабі за допомогою методу сітки сканування електронного мікроскопа.
Випускна школа Сеулського національного університету, кафедра механічної та аерокосмічної інженерії
Томас Веббе Керекес Підвищення механолюмінесцентної чутливості SrAl2O4: Eu2 +, Dy3 + композит методом ультразвукового втвердження.
Університет Ватерлоо, Департамент системного проектування
Дібакар Мондаль і Томас Віллетт, Механічні властивості нанокомпозитних біоматеріалів поліпшені екструзією під час прямого писання чорнила.
Університет Теннессі Ноксвілл, кафедра цивільної та екологічної інженерії
Мохмад Мошин Такур і Даякар Пенумаду, Триасіальне стиснення в піску за допомогою FDEM та мікрорентгенівської комп'ютерної томографії.
2019
Аргонської національної лабораторії
X Zhang, M Li, JS Park, P Kenesei, JD Almer,Високоенергетичне рентгенівське дослідження механізмів деформації в нержавіючій сталі 316.
Аргонської національної лабораторії
M Li, X Zhang, JD Almer, JS Park, P Kenesei 2019,Остаточний звіт про дослідження динаміки зерна в випромінюваних матеріалах за допомогою рентгенівських променів високої енергії.
2018
Національна лабораторія Лоуренса Берклі / Каліфорнійський університет - Берклі
Raja, S. N., Ye, X., Jones, M. R., Lin, L., Govindjee, S., & Ritchie, R. O. (2018).Мікроскопічні механізми передачі деформації в датчиках деформації наночастинок високого динамічного діапазону.Природні комунікації, 9(1), 1155.
Клемсонського університету
Adams, D., & Turner, C. J. (2018).Метод неявного розрізання для процесів додаткового виробництва. Віртуальне та фізичне прототипування, 13(1), 2-7.
Дослідницька лабораторія армії США
Cline, J., Wu, V., & Moy, P. (2018).Оцінка властивостей розтягу для одиноких волокон (№ ARL-TR-8299).Дослідницька лабораторія армії США в Абердіні.
2017
Каліфорнійський університет - Берклі
Gu, X. W., Ye, X., Koshy, D. M., Vachhani, S., Hosemann, P., & Alivisatos, A. P. (2017).Толерантність до структурних порушень та налаштованої механічної поведінки в самозбираючих суперрешітках нанокристалів, перещеплених полімерамиЗробки Національної академії наук, 201618508.
Клемсонського університету
Sane, H. (2017). Цілостичне дослідження та впровадження рідкого оригамі клітинного твердого для морфінгу та активації.
Baikerikar, P. J., & Turner, C. J. (2017, серпня).Порівняння побудованих симуляцій FEA та експериментальних результатів для геометрій собачих кісток з додатковою виробництвоюНа міжнародних технічних конференціях з проектування та інженерії ASME 2017 та конференції з комп'ютерів та інформації в інженерії. Американське товариство механічних інженерів.
Дослідницька лабораторія армії США
Roenbeck, M. R., Sandoz-Rosado, E. J., Cline, J., Wu, V., Moy, P., Afshari, M., Reichert, D., Lustig, S.R., & Strawhecker, K. E. (2017).Вивчення внутрішніх структур волокон Кевлара® та їх впливу на механічні характеристики. Полімер, 128, 200-210.
Cole, D. P., Henry, T. C., Gardea, F., & Haynes, R. A. (2017).Міжфазна механічна поведінка полімеру з підсиленням вуглецевим волокном під впливом циклічного навантаження. Композитні науки та технології, 151, 202-210.
Державний університет Айови, лабораторія Еймса
Tian, L., Russell, A., Riedemann, T., Mueller, S., & Anderson, I. (2017).Деформаційно оброблений Al-матричний/Ca-нанофіламентний композит з низькою щільністю, високою міцністю та високою провідністюМатеріалознавство та інженерія: А, 690, 348-354.
Czahor, C. F., Anderson, I. E., Riedemann, T. M., & Russell, A. M. (2017, липень).Нанониткові композитні провідники з обробкою деформації Al/Ca для застосувань HVDC.У серії конференцій IOP: Матеріалознавство та інженерія (том. 219, № 1, с. 012014). IOP Publishing (англ.)
Університет Нью-Гемпшира
Knysh, P., chup; korkolis, Y. P. (2017). Ідентифікація реакції на затвердження металів, залежних від швидкості та температури.Міжнародний журнал твердих речовин і структур, 115, 149-160.
2016
Університет Нью-Гемпшира
Zhai, J., Luo, T., Gao, X., Graham, S. M., Baral, M., Korkolis, Y. P., & Knudsen, E. (2016).Моделювання процесу гнучкого пошкодження в комерційно чистому титані.Міжнародний журнал твердих речовин і структур, 91, 26-45.
Ripley, P. W., & Korkolis, Y. P. (2016).Багатоосійний апарат для деформації для випробування мікротруб під комбінованим осієвою силою та внутрішнім тискомЕкспериментальна механіка, 56(2), 273-286.
Опис налаштуванняConfiguration
Натисніть на зображення вище, щоб перейти до інструкції налаштуванняДля типових конфігурацій, будь ласка, натисніть зображення вище.
Технологія про
Основні технології управління рухом для µTS були розроблені в дослідницькій лабораторії армії WMRD SBIR. Співпраця з професором Іоаннісом Шасіотисом з Університету Іллінойсу в Урбані-Шампейні була критично важливою для цих зусиль. Метою було застосувати уроки, отримані групою Chasiotis, зробивши їх комерційно доступними та більш зручними для користувача. У процесі Psylotech додав свої технології датчиків високої роздільної здатності та розробив майже наномасштабний куховий винтовий привод для позиціонування для створення µTS.
У поспіші зрозуміти наномасштаб, шість порядків величини в довжині масштабу були затишені. µTS використовує цифрову кореляцію зображення для місцевого вимірювання розтяження на цих "мезо" шкалах довжини між 10 мм і 5 нм.