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Biomomentum mach-1 多功能3D壓痕儀(極軟硬多功能多材料壓痕儀)

該多功能3D壓痕儀（極軟硬多功能多材料壓痕儀），模量范圍廣3Pa-670Gpa,可壓痕超軟超硬廣泛材料組織（超軟凝膠和硬骨）,可48孔板中高通量壓痕,壓痕同時(shí)進(jìn)行厚度測定， ，可集成3D輪廓表面形貌表征、拉伸、壓縮、三彎曲、四點(diǎn)彎曲、扭力、剪切、摩擦磨損、電特性等各種力電多物理場測試。 能對(duì)極軟、極硬組織材料進(jìn)行精密可靠的機(jī)械刺激和表征。允許表征的機(jī)械性能包括剛度、強(qiáng)度、模量、粘彈性、塑性、硬度、附著力、腫脹和松弛位移控制運(yùn)動(dòng)各種機(jī)械特性

 

該3D壓痕儀功能特性：

1、多軸向多功能多材料應(yīng)用范圍廣:

      ◆樣品范圍廣：極軟腦組織泡沫到陶瓷、金屬

      ◆模量范圍廣3pa到670Gpa

      ◆無需表面平坦，可在不規(guī)則表面壓痕（剛度、硬度、厚度、表面輪廓等測試）

      ◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對(duì)齊

      ◆可模塊化集成多軸向多功能多材料：可集成3D輪廓表面形貌表征、拉伸、壓縮、三彎曲、四點(diǎn)彎曲、扭力、剪切、摩擦磨損、電特性等各種力電多物理場測試。

      ◆壓痕同時(shí)可測量厚度信息

      ◆紅寶石壓頭，堅(jiān)固不易斷,使用成本低

      ◆樣品不需要從組織中收集

      ◆組織的破壞小

      ◆維持被測材料的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用

      ◆自動(dòng)mapping

      ◆亞微米分辨率

      ◆一臺(tái)儀器即可進(jìn)行從納米到宏觀尺度的壓痕
      ◆從小位移（幾納米）到大位移（大50mm）的壓痕
      ◆大載荷范圍（從0.025mN 到 250N）以滿足樣品特性的要求
      ◆大載荷范圍 對(duì)測量粗糙表面尤為有用

      ◆可以在將樣品浸入溶液中的情況下進(jìn)行

2、高分辨率:

1.1、位移分辨率達(dá)0.1um

1.2、力分辨率 達(dá)0.025mN

3、 行程范圍廣：50-250mm

4、體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

5、產(chǎn)品成熟，30年歷史，文獻(xiàn)量上千篇

        Biomomentum對(duì)傳統(tǒng)壓痕技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和擴(kuò)充，壓痕時(shí)不要求壓縮軸垂直于樣品表面對(duì)齊，無需表面平坦，即可在不規(guī)則表面壓痕 全自動(dòng)壓痕mapping和厚度測試mapping（壓痕通常要求被測試的表面是平坦的，并且還需要垂直于關(guān)節(jié)表面的壓縮軸）：
該MACH-1 V500 CSS的3D“正常壓痕”函數(shù)地檢測XY位置處的表面高度和方向，并記錄載荷（多軸向載荷單元），同時(shí)以不同速度移動(dòng)測試儀的三個(gè)軸平臺(tái)，以便以預(yù)定義的方式移動(dòng)球形壓頭。沿著垂直于樣品表面的虛擬軸的位移分布。利用該系統(tǒng)獨(dú)特的多軸能力、數(shù)字圖像相關(guān)（Digital Image Correlation,DIC）測量全場應(yīng)變廣泛應(yīng)用于組織材料力學(xué)、斷裂力學(xué)、微觀納米應(yīng)變測量、各種新型材料測量，允許壓痕測試的所有點(diǎn)，同時(shí)克服了傳統(tǒng)壓痕的局限性。

系統(tǒng)壓痕功能類型：

一、3D法向量壓痕映射（3D NORMAL INDENTATION MAPPING）功能：

機(jī)械壓痕是一種快速、無損的生物組織評(píng)估技術(shù)。近，Biomomentum 改進(jìn)和增強(qiáng)了這種技術(shù)，biomomentum 解決了壓痕通常要求被測表面是平坦的，并且還要求壓縮軸與關(guān)節(jié)面垂直對(duì)齊問題，具有映射能力和不必垂直、非平坦不規(guī)則表面壓痕，利用這些突破，新研究設(shè)計(jì)的效率大大提高。多軸機(jī)械測試儀 Mach-1 v500css 的 3D“正常壓痕”功能可檢測 XY 位置表面的高度和方向并記錄載荷（多軸測力傳感器），同時(shí)以不同速度移動(dòng)測試儀的三個(gè)階段為了沿著垂直于樣品表面的虛擬軸移動(dòng)具有預(yù)定位移輪廓的球形壓頭。利用 Mach-1 v500css 測試儀獨(dú)特的多軸功能，Biomomentum 開發(fā)了新穎的功能，可以發(fā)揮壓痕測試的所有優(yōu)勢，同時(shí)克服傳統(tǒng)限制。這一技術(shù)進(jìn)步依賴于向 Mach-1 Motion 軟件添加的兩個(gè)功能：“掃描 XY”和“正常壓痕”。 “掃描 XY”功能在預(yù)定義位置移動(dòng)測試儀的 X 和 Y 水平平臺(tái)，然后在這些位置中的每一個(gè)執(zhí)行一系列功能。應(yīng)該提到的是，使用 Biomomentum 的“Cartilage Mapping”軟件處理的樣本的俯視圖可以輕松生成這樣的位置列表。 “普通壓痕”功能可檢測 XY 位置處的表面高度和方向并記錄載荷（多軸稱重傳感器），同時(shí)以不同速度移動(dòng)測試儀的三個(gè)平臺(tái)，以移動(dòng)具有預(yù)定義的球形壓頭沿垂直于樣品表面的虛擬軸的位移分布。

二、壓痕（剛度）功能：

壓痕測試是一種非常方便的無損測量樣品機(jī)械性能的方法。 與需要從表面采集樣品的無側(cè)限壓縮測試不同，壓痕保持樣品在感興趣位置的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用。 這允許重復(fù)測試。 在此測試配置中，將球形壓頭垂直于樣品表面壓在樣品上，同時(shí)記錄施加的位移和產(chǎn)生的載荷。 使用理論模型，可以根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線計(jì)算材料剛度。

 

三、壓痕（硬度）Indentation (Hardness)功能：


壓痕硬度測試是測量固體材料在承受壓縮力后抵抗性損壞的常規(guī)方法。 使用具有已知幾何形狀的非常堅(jiān)硬的尖頭壓頭，可以壓縮樣品并測量產(chǎn)生的壓痕。 通過簡單的計(jì)算，得到的壓痕幾何形狀可以與樣品的硬度直接相關(guān)。 因此，建議搜索文獻(xiàn)以選擇適合特定應(yīng)用的壓頭。 低負(fù)載測試（10N 以下）稱為顯微壓痕硬度測試，而較高負(fù)載測試（10N 以上）稱為宏觀壓痕硬度測試。 硬度通常使用無量綱數(shù)字報(bào)告（的尺度是 Rockwell、Vickers 和 Berkovich）。

 

四、3D 厚度映射（3D THICKNESS MAPPING）

在稱重傳感器下方使用針式探頭，還可以繪制表面輪廓和更硬基底上的材料層（例如骨骼上的軟骨層）的厚度。 這是使用“掃描 XY”和“查找接觸”功能完成的。 “查找接觸”功能以恒定速率移動(dòng)針頭，直到它穿透上部材料（例如軟骨）表面，并在檢測到過渡到更硬的材料（例如骨骼）時(shí)停止。 表面的垂直位置（載荷開始增加的位置）和界面的垂直位置（位移/力曲線中的個(gè)拐點(diǎn)）之間的差異提供了垂直厚度。 可以使用先前使用 Mach-1 Motion 軟件中的“Normal Indentation”功能獲得的表面方向來計(jì)算厚度分布。

 

五、3D輪廓測量 (3D Profilometry)

歷史上，輪廓測定被認(rèn)為是表面相對(duì)于接觸輪廓儀的觸針（在表面上滑行）移動(dòng)時(shí)的表面高度的圖形。隨著許多非接觸（光學(xué)）輪廓測量技術(shù)的出現(xiàn)，這種觀念正在發(fā)生變化，其中表面高度被映射在XY網(wǎng)格上（例如通過激光束三角測量）。使用該mach-1多軸機(jī)械測試儀，可以通過用表面上的一系列非常輕的接觸掃描表面來執(zhí)行類似的非破壞性表征。在每個(gè)位置處，將小球形壓頭降低到表面上，直到測力傳感器檢測到預(yù)定載荷（低至幾u(yù)N）。次接觸檢測時(shí)壓頭的垂直位置是表面的局部高度。根據(jù)測試儀規(guī)格，可以在具有寬范圍剛度（幾kPa到幾百GPa）的樣品上實(shí)現(xiàn)亞微米分辨率。該技術(shù)不受光學(xué)偽影的影響，并且可以在溶液中的樣品液體中進(jìn)行。

六、2D輪廓測量 (2D Profilometry)

歷史上，輪廓測定被認(rèn)為是表面相對(duì)于接觸輪廓儀的觸針（在表面上滑行）移動(dòng)時(shí)的表面高度的圖形。隨著許多非接觸（光學(xué)）輪廓測量技術(shù)的出現(xiàn)，這種觀念正在發(fā)生變化，其中表面高度被映射在XY網(wǎng)格上（例如通過激光束三角測量）。使用該mach-1多軸機(jī)械測試儀，可以通過用表面上的一系列非常輕的接觸掃描表面來執(zhí)行類似的非破壞性表征。在每個(gè)位置處，將小球形壓頭降低到表面上，直到測力傳感器檢測到預(yù)定載荷（低至幾u(yù)N）。次接觸檢測時(shí)壓頭的垂直位置是表面的局部高度。根據(jù)測試儀規(guī)格，可以在具有寬范圍剛度（幾kPa到幾百GPa）的樣品上實(shí)現(xiàn)亞微米分辨率。該技術(shù)不受光學(xué)偽影的影響，并且可以在溶液中的樣品液體中進(jìn)行。

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