ナノインデンター

環境制御技術

高温・低温・湿度・不活性ガス雰囲気下で、実環境に近い条件でのナノメカニカル評価を実現

温度・湿度・雰囲気制御

ブルカーの環境制御ソリューションは、材料の実使用環境を再現しながら、ナノメカニカル特性およびナノトライボロジー特性を評価できます。温度、雰囲気ガス、湿度、ひずみ速度などを幅広く制御できるため、実際の使用環境に近い条件で材料特性を評価することが可能です。一般的なナノメカニカル評価は、厳密に制御された室内環境で実施されますが、その結果が実際の使用環境における材料挙動を必ずしも反映するとは限りません。

ブルカーの環境制御ソリューションは、-120 ℃から800 ℃までの温度環境、湿度制御環境、および各種雰囲気ガス環境下において、機械特性やトライボロジー特性を定量的に評価できます。 これにより、過酷な使用環境に対応する新材料の開発や、材料性能のより深い理解を支援します。

xSol Heating(加熱システム)

xSol Heatingは、800 ℃までの温度領域において、高分解能かつ定量的なナノメカニカル・ナノトライボロジー評価を可能にします。

デュアルフィードバック制御によるヒーター設計により、試料内の温度勾配を抑制し、優れた温度安定性と短時間での温度平衡を実現します。

さらに、独自の温度制御環境により試料と圧子の等温接触を維持するとともに、各種ガス雰囲気制御にも対応しているため、酸化などの反応の影響を抑えた高温ナノメカニカル評価を実現します。

→加熱ステージについてもっと詳しく

xSol Cryo(冷却システム)

xSol Cryo環境制御ステージは、ナノメカニカル特性およびナノトライボロジー特性の定量評価を、-120 ℃の極低温領域まで拡張します。

冷却した窒素ガスをステージ内へ供給し、高精度PID制御により設定温度まで加熱することで、短時間での温度安定化と低熱ドリフトを実現します。

また、一体型マイクロチャンバー内を冷却乾燥窒素雰囲気に維持することで、結露や試料表面の着氷を抑制し、極低温環境においても長時間かつ高信頼な評価を可能にします。

1018低炭素鋼の評価例。SPMイメージングによりパーライトおよびフェライト組織を観察し、同一領域のXPMマッピングから硬さ分布を評価しています。また、0.5 s⁻¹のひずみ速度条件下では、-40 ℃付近で脆性から延性への遷移が確認されています。

xSol Humidity (湿度制御システム)

xSol Humidityは、広範な温度・湿度条件下におけるナノメカニカル特性およびナノトライボロジー特性の評価を可能にします。

従来の機械特性評価では、試料全体が吸湿平衡に達するまで長時間を要します。一方、ナノメカニカル評価では試料表面の浅い領域を測定するため、試料全体の吸湿平衡を待つ必要がなく、吸湿による材料特性の変化を短時間で評価できます。

このため、ポリマー、高分子材料、薄膜材料における湿度依存の機械特性評価に有効です。

様々な温度・湿度条件で評価したUltra-Low-k(ULK)薄膜の測定例。高湿度環境では破壊が生じやすいことを示しています。

グローブボックスシステム

ブルカーのナノインデンターはグローブボックス内への設置に対応しており、電池材料や大気暴露を避けたい材料に対して、不活性ガス雰囲気下でのナノメカニカル評価が可能です。正確に制御されたガス雰囲気下で材料評価を安定的に行うことができます。