Meso est le nouveau nano.- Prof.Peter Hosemann, UC Berkeley
µTS– Meso échelle sous microscope cadre de charge universel
Système de chargement universel mésoscopique sous microscope
États-Unisμts de la société psylotech est un intermédiaire unique entreÉchelle entre nanoindenteur et système de chargement universel macroscopiqueSystème d'essai de matériau universel miniature, peut être passéLogiciel de corrélation d'image numérique (DIC) et microscope combinésMesure sans contact pour obtenirDonnées locales du champ de déformation.
Le µTS de Psylotech est un système d’essai universel miniature uniquement capable sur des échelles de longueur entre les nano-indenters et les cadres de charge universels macro. La mesure de la contrainte locale sans contact sur ces échelles dites meso-longueurs provient de la corrélation d'image numérique (DIC) et de la microscopie.
Description technique technologie
μts a une adaptabilité unique à la longueur, à la vitesse et à la force à de nombreuses échelles:
•Longueur: En limitant le mouvement hors plan, le µTS permet une corrélation efficace d'images numériques à grand agrandissement, malgré les limitations de profondeur de champ dans les microscopes optiques.
•Vitesse: L'actionneur à vis à bille à entraînement direct permet des vitesses couvrant 9 ordres de grandeur. La vitesse élevée permet un contrôle efficace de la charge, des études dépendantes de la vitesse et des tests de glissement ou de relaxation de stress.
•Force: La technologie de capteur ultra haute résolution propriétaire offre une résolution 100 fois plus élevée par rapport aux alternatives de mesure de contrainte.
Télécharger et consulter les pages couleurs des produits µts maintenant TéléchargerBrochure µTS(mise à jour 2018.09.06).
Pinces Grips
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En tant que système de test universel, μts est équipé d'une interface à rainure en T pour différents types de pinces. La géométrie de l'interface triangle / plan assure un alignement de rotation précis. Les fixations standard disponibles comprennent la traction, la compression, la flexion de la poutre et le mode mixte arcan. Et des pinces personnalisées peuvent être conçues selon vos besoins spécifiques. En tant que système de test universel, le µTS met en œuvre une interface à fente en T pour différents types de poignées. La géométrie de l'interface triangle/plat assure un alignement rotatif précis. Les poignées standard disponibles comprennent la tension, la compression, la flexion de poutre et le mode mixte Arcan. Demandez-nous comment les poignées personnalisées peuvent être conçues pour vos besoins spécifiques. |
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Enveloppant l'étirement Le serrage de l'éprouvette sur ses surfaces supérieure et inférieure peut entraîner un déplacement hors de la surface lors du chargement. La pince d'étirage enveloppante maintient l'échantillon sur une surface perpendiculaire au plan d'observation et maintient efficacement l'échantillon dans le plan. Un avantage supplémentaire est que l'échantillon peut être installé très rapidement dans une pince enveloppante. Le serrage d'un spécimen sur ses surfaces supérieure et inférieure peut entraîner un mouvement hors plan pendant le chargement. Les poignées de tension enveloppées maintiennent l'échantillon sur des surfaces perpendiculaires au plan d'observation et ont été efficaces pour maintenir l'échantillon dans le plan. En avantage supplémentaire, les spécimens peuvent être montés très rapidement dans l'enveloppe autour des poignées. |
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Pince d'étirement Certains matériaux, comme le film ou les composites de fibres coupées, ne sont pas propices à la géométrie de préhension enveloppante. Des poignées de serrage peuvent être utilisées dans ces cas. Un réglage vertical de la vis micromètre peut compenser les causes hors du mouvement du plan. En outre, une seule vis de serrage élimine le couple de serrage asymétrique. |
| Arcane La géométrie de poignée Arcan permet un chargement en mode mixte à partir d'un cadre de charge uniaxial. La rotation des poignées contrôle le rapport entre le cisaillement pur et la contrainte axiale pure. Cette technique tire pleinement parti de la mesure de la contrainte locale par corrélation d'image numérique. |
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Compression Les plaques de compression mettent en place une étagère légèrement ressortée pour maintenir l'échantillon avant l'application de la charge. Sous charge, le ressort léger se déforme facilement à mesure que l'échantillon s'étend |
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Bendage de poutre Des appareils de pliage à trois et quatre points sont disponibles. Tous sauf un point de contact sont sur un rouleau en acier durci. Le point de contact fixe empêche la translation, ce qui peut donner de fausses lectures de conformité lorsque la conformité est utilisée pour surveiller la croissance des fissures. Les appareils à 3 et 4 points utilisent la même étagère légèrement ressortée que les plaques de compression. |
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Configuration optionnelle
La modularité du µTS est aussi flexible que puissante. Voici quelques-unes des options facilement configurables.
Cellule de charge à faible forceLa version 100N de la cellule de charge de 1,6 kN offre une résolution de force plus fine. Demandez-nous de la résolution de force jusqu'à 100 nano Newtons.
Vitesse augmentée: Une vis à bille à pas plus élevé, une pile de moteurs accrue ou une tension d'entrée plus élevée peuvent produire des vitesses allant jusqu'à 250 mm/s, par rapport aux 80 mm/s du système de stock.
Stoke étendu: La course de l'instrument de stock de 40 mm peut être considérablement prolongée, en fonction des besoins expérimentaux.
Chambre de l'environnementLes températures entre -100C et 200C peuvent être contrôlées via la chambre environnementale optionnelle. Des températures plus élevées sont également disponibles. Les basses températures nécessitent de l'azote liquide.
SEMLe µTS peut être durci sous vide pour une utilisation dans les microscopes électroniques à balayage. Veuillez noter que le temps de rastrage ainsi que la dérive spatiale et temporelle compliquent le DIC avec les images SEM. La microscopie optique n'a pas ces limites.
Centrement X-stageUne étape de positionnement secondaire maintient tout échantillon à l'intérieur du champ de vision du microscope, quelle que soit la quantité de déformation.
Déplacement échantillonné Sensor: Pour économiser des coûts, l'encodeur rotatif et le pas de vis à bille peuvent être utilisés pour déduire les déplacements au lieu du capteur de déplacement local à haute résolution.
Positionnement sous-10nmAvec un encodeur rotatif 22 bits monté sur le moteur, une vis à bille à pas de 1mm donne ~ 238 picomètres de résolution linéaire. Le bruit du capteur et la jitter de réglage amènent l'erreur en boucle fermée à moins de 10nm linéairement.
Paquet clé en main complet: Psylotech peut fournir un paquet DIC complet, y compris un microscope Olympus BXFM monté à la barre, le logiciel Correlated Solutions Vic2D, une table d'isolation des vibrations et une caméra USB3.0 4 MP.
Microscope Raman confocalLe µTS de Psylotech a été intégré dans un microscope Raman confocal Witec. Le logiciel de contrôle Psylotest contrôle l'étape du microscope pour le centrage des échantillons.
Actuateur de tension-torsionUn moteur supplémentaire est ajouté au côté fixe du cadre de charge en plus d'une cellule de charge force-couple afin de faciliter la charge axiale et la torsion.
Caractéristiques exclusives differentiation
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Le µTS offre un contrôle de mouvement sophistiqué et un haut degré de précision. C'est un instrument polyvalent, permettant une grande variété de techniques expérimentales. Conçu pour les expérimentalistes, une attention attentive aux détails comprend: |
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Dimensions en mm
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vis à bille Le µTS intègre une vis à bille à entraînement direct, plutôt que de simples vis à plomb entraînées à travers une boîte de vitesses. Le résultat est moins de frottement, un contrôle du mouvement amélioré et moins d'entretien. De plus, les actionneurs à vis à plomb sont généralement limités à une gamme étroite de vitesses. |
Logiciel de contrôle Psylotest Le logiciel de contrôle µTS est écrit en LabVIEW. Il comprend un filtrage numérique spécifique au segment d'essai et un déclenchement intégré de la caméra, simplifiant la coordination des données et de l'image DIC. Les utilisateurs avancés ont la possibilité de modifier le programme pour intégrer des systèmes externes. |
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Vitesse Les systèmes de vis à plomb alternatifs sont généralement limités à une gamme étroite de vitesses. La vis à billes à entraînement direct couvre 9 ordres de vitesse. Il peut se déplacer aussi rapidement qu'un cadre de charge servohydraulique de taille macro ou aussi lentement que l'herbe qui pousse sur une journée chaude d'été. La vitesse élevée permet une polyvalence pour plus de types de tests, y compris: Études dépendantes du taux Tests de charge par étape, tels que la relaxation de la tension ou du glissement Contrôle de charge efficace -Fatigue |
Etape de centrage De grandes déformations peuvent faire sortir une zone d’intérêt spécifique du champ de vision du microscope pendant une expérience. Les vis gauche/droite opposées peuvent atténuer ce problème, mais une telle configuration exacerbe le problème de centrage pour les échantillons de flexion de poutre. En outre, que se passe-t-il lorsque la zone d'intérêt n'est pas au centre de l'échantillon? Le µTS peut être configuré avec une étape de centrage. L'actionneur de cet étage secondaire est asservi à l'actionneur principal du système de manière à pouvoir atteindre tout rapport de mouvement. Le mouvement relatif de la tête transversale n'est pas lié à 50/50, et même les échantillons de flexion du faisceau peuvent être maintenus dans le champ de vue. |
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Mouvement hors-plan Dans le µTS, la tête transversale fixe, l'adaptateur de poignée à fente T et la cellule de charge sont intégrés dans une seule pièce coupée à partir d'un bloc solide de 17-4. Cette intégration contribue à une capture d'image in situ de qualité sous un agrandissement élevé au microscope. Éliminer la tolérance des contrôles d'empilement de mouvement hors plan. L'intégration simplifie également considérablement la procédure d'alignement du système. Pour contrôler davantage le mouvement hors plan, des guides linéaires doubles sont placés symétriquement dans le plan de charge. Tous les moments des effets de frottement sont équilibrés et ne contribuent pas au pas ou au lacet. Des conceptions antérieures ont placé des guides linéaires sous le plan de chargement, provoquant des problèmes de mise au point sous un agrandissement élevé du microscope. |
Cellule de charge Le µTS tire parti de la technologie propriétaire Psylotech avec une sensibilité de 400 mV/V par rapport à 2 mV/V provenant d'alternatives de manomètre typiquement trouvées dans les cadres de charge universels. La sensibilité accrue signifie une résolution environ 100 fois plus élevée, ce qui permet des expériences à échelle de force multiples. Par exemple, la cellule de charge stock de 1,6 kN peut être utilisée lors d'essais où on utiliserait normalement une cellule de charge de 16 N. Les utilisateurs avancés pourraient tirer parti de cette haute sensibilité pour permettre de nouvelles expériences, telles que la longueur de fissure de la conformité ou le remplacement de capteurs acoustiques dans les tests de composites. |
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Capteur de déplacement Le µTS surveille le déplacement sur l'axe avec l'échantillon. Des systèmes alternatifs mettent en œuvre des mesures hors axe, de sorte que le petit pas ou le lacet inévitable dans les expériences du monde réel apparaissent comme de fausses lectures de déplacement. Dans certains cas, la position de rotation et le pas sont également utilisés pour déduire le déplacement. Avec le capteur de déplacement sur axe à haute résolution, Psylotech a réalisé un contrôle de position en boucle fermée supérieur à 5 nm basé sur la rétroaction du capteur de déplacement transversal. Un tel contrôle est possible à partir d'un actionneur à vis à bille à grande course, car le capteur de rétroaction mesure le déplacement en aval de la vis dans le train de charge. |
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Sélection d'articles publiés Selected publications
2021
UT Dallas
Runyu Zhang, Huiluo Chen, Sadeq Malakooti, Simon Oman, Bing Wang, Hongbing Lu, Huiyang Luo,Comportement de compression quasi-statique et dynamique confiné des perles de verre par micro-rayons X in-situTomographie informatique.
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Dibakar Mondal, Thomas L. Willett,L'extrusion augmente les propriétés mécaniques des biomatériaux nanocomposites imprimables en 3D.
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Shabanisamghabady, Mitra,Déglissement de dislocation et jumelage de déformation dans des alliages à haute entropie à faible énergie de défaut d'empilage cubique centré sur la face (2020). toutes les dissertations. 2756.
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Jeffrey P. Youngblood et Chelsea S. Davis*
Matériaux polymères appliqués ACS (ACS Appl. Polym. Mater. 2020, 2, 578-584),Détermination du Module du Film de Nanocellulose par des Approches de Mécanique de Buckling
Université de l'Utah, Département de génie mécanique
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L'école supérieure de l'Université nationale de Séoul, Département de génie mécanique et aérospatial
Tomas Webbe Kerekes- Amélioration de la sensibilité à la méchanoluminescence de SrAl2O4: Eu2 +, Dy3 + Composite par méthode de durcissement à ultrasons.
Université de Waterloo, Département d'ingénierie de conception de systèmes
Dibakar Mondal et Thomas Willett, Propriétés mécaniques des biomatériaux nanocomposites améliorées par extrusion lors de l'écriture à encre directe.
Université du Tennessee Knoxville, Département de génie civil et environnemental
Mohmad Moshin Thakur et Dayakar Penumadu, Compression triaxiale dans les sables à l'aide de la FDEM et de la tomographie informatique à rayons X.
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X Zhang, M Li, JS Park, P Kenesei, JD Almer,Étude in situ de rayons X à haute énergie des mécanismes de déformation en acier inoxydable 316 fabriqué additivement.
Laboratoire national Argonne
M Li, X Zhang, JD Almer, JS Park, P Kenesei –2019,Rapport final sur l'étude de la dynamique des grains dans les matériaux irradiés avec des rayons X à haute énergie.
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Laboratoire national Lawrence Berkeley / Université de Californie - Berkeley
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Sane, H. (2017). Une enquête holistique et la mise en œuvre du solide cellulaire origami fluide pour le morphing et l'actionnement.
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Instructions de configuration configuration
Cliquez sur l'image ci - dessus pour accéder aux instructions de configurationPour les configurations typiques, cliquez sur l'image ci-dessus.
Traçabilité Technique about
Les technologies de contrôle de mouvement de base pour le µTS ont été développées dans un laboratoire de recherche de l'armée WMRD SBIR. La collaboration avec le professeur Ioannis Chasiotis de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign a été essentielle à cet effort. L’objectif était d’appliquer les leçons apprises par le groupe Chasiotis, en les rendant commercialement accessibles et plus conviviales. Dans le processus, Psylotech a ajouté ses technologies de capteurs à haute résolution et a développé un actionneur à vis à bille de positionnement à échelle quasi-nano pour créer le µTS.
Dans la précipitation pour comprendre l'échelle nano, six ordres de grandeur dans l'échelle de longueur ont été obscurcis. Le µTS tire parti de la corrélation d'image numérique pour la mesure de la contrainte locale sur ces échelles de longueur "meso" entre 10 mm et 5 nm.