Nanotribometer (NTR³)

Erkunden Sie die faszinierende Welt der Mikro- und Nanotribologie 

Das NTR³ Nanotribometer ist spezifisch auf die Untersuchung der Wechselwirkungen von Oberflächen bei extrem niedriger Flächenpressung ausgelegt, insbesondere wenn es um weiche Materialien geht. Dieses Messgerät ermöglicht die Untersuchung der bedeutsamen Kontaktfläche unter Beibehalten der Messgenauigkeit bei sehr geringen Kraft- und Verschiebungsintervallen.

Das NTR³ kombiniert die Auflösung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) mit der Stabilität, Robustheit und Bedienerfreundlichkeit eines Pin-on-disk Tribometers.

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Hauptmerkmale:

Minimierung des Kraftmessfehlers durch Biegeverformung mit dem einzigartigen dualen Vier-Arm-Kantilever

Minimierung des Kraftmessfehlers durch Biegeverformung mit dem einzigartigen dualen Vier-Arm-Kantilever

Bei der Messung mit geringen Reibungskräften an einer Probenoberfläche mit hoher Rauigkeit oder Neigung kann ein normaler Federkantilever (wie er in einem AFM eingesetzt wird) einfach durch die Probentopographie aus der Form verdrillt werden. Die Verdrillung bzw. Torsion des Kantilevers führt zu nicht vernachlässigbaren Fehlern in der Reibungsmessung. Das einzigartige Design des dualen Vier-Arm-Kantilevers lässt elastische Verformungen nur in normaler und tangentialer Richtung zu. Es verhindert jegliche Torsion und verhindert dadurch die damit einhergehenden Messfehler.

Eine präzise Messung der Normal- und Reibkraft wird durch unabhängige, hochauflösende kapatizive Sensoren sicher gestellt.

Eine präzise Messung der Normal- und Reibkraft wird durch unabhängige, hochauflösende kapatizive Sensoren sicher gestellt.

Bei tribologischen Messungen ist es grundlegend, die Normal- und Reibungskraft unabhängig zu messen, damit die Kraftänderung in eine Richtung die andere nicht beeinträchtigt. Das NTR³ ist mit zwei separaten hochauflösenden kapazitiven Sensoren ausgestattet. In Kombination mit dem einzigartigen dualen Vier-Arm-Kantilever stellen die kapazitiven Sensoren eine entkoppelte und präzise Messung von Normal- und Reibkräften sicher.

Eine präzise Kontrolle der Normalkraft schafft optimale Bedingungen für tribologische Versuche.

Eine präzise Kontrolle der Normalkraft schafft optimale Bedingungen für tribologische Versuche.

Eine präzise und stabile Kontrolle der Normalkraft ist bei tribologischen Versuchen grundlegend. Dies gilt insbesondere unter schwierigen Bedingungen, beispielsweise dann, wenn die gewünschte Normalkraft extrem gering und die Topographie der Probenoberfläche kompliziert ist. Der im NTR³ integrierte Piezoaktuator liest die vom Sensor in Echtzeit gemessene Normalkraft und passt seine Position unmittelbar an, um die Normalkraft stabil zu halten. Dank der präzisen und schnellen Rückkopplung durch den Piezoaktuator sind schrittweise Änderungen an der Normalkraftsteuerung auch innerhalb einer Messung möglich.

3 Probenbewegungs-Modi bieten aussagekräftige Ergebnisse

3 Probenbewegungs-Modi bieten aussagekräftige Ergebnisse

Reibung und Verschleiß werden gemessen, wenn eine relative Bewegung gegeben ist. Daher ist es grundlegend, den Verlauf der Probenbewegung gegen den statischen Partner präzise steuern zu können, um aussagekräftige und wiederholbare Ergebnisse zu erzielen. Alle rotierenden und linearen Module des NTR³ sind mit Aktuatoren und Positionssensoren ausgestattet, damit die Bewegung präzise und in Echtzeit durch Last-Rückkopplung durchgeführt werden kann. Insgesamt sind drei Bewegungsmodi möglich: Drehung in einer Richtung, winkelige Hin- und Herbewegung und lineare Hin- und Herbewegung. 

Beobachtung der Probenoberfläche über das integrierte Videomikroskop

Beobachtung der Probenoberfläche über das integrierte Videomikroskop

Das Videomikroskop ist eine nützliche Zusatzoption für den NTR³. Der Abstand zwischen dem statischen Partner (z. B. Prüfkugel bzw. -stift) und dem Videomikroskop ist präzise kalibriert, sodass der Benutzer einfach die Probenposition wechseln kann. Darüber hinaus kann der Benutzer die gewünschte Prüfposition vorab bestimmen und die Verschleißspur nach der Messung beobachten. 

Technische Spezifikationen

Normalkraftbereich 5 μN bis 1000 mN*
Normalkraftauflösung 0,003 μN*
Reibkraftbereich 5 μN bis 1000 mN*
Reibkraftauflösung 0,006 μN*
Umdrehungsgeschwindigkeit 1 U/min bis 200 U/min
Spurradius 100 μm bis 20 mm
Winkelige Hin- und Herbewegung ±10° bis ±150°
Winkelauflösung 0,1°
Lineare Hublänge bis zu 5 mm**
Max. lineare Geschwindigkeit bis zu 26,6 mm/s**
Lineare Frequenz 0,01 Hz bis 10 Hz**

* Die Spezifikationen für Normallast und Reibungslast sind von der Auswahl der verschiedenen Kantilever (hochauflösende, Standard- und Hochlastkantilever) abhängig

** Die Spezifikationen für die Hin- und Herbewegung sind von der Auswahl der verschiedenen linearen Vorspannvorrichtungen (2 mm- und 5 mm-Bereiche) abhängig

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