Medição de Distribuição de Estirpes Micro / Nano-escala a partir da Amostragem Frisos Moiré

Resumo

Uma técnica de moiré de amostragem com métodos de amostragem de 2 pixels e multi-pixel para medições de distribuição de deformação de alta precisão na escala micro / nano é apresentada aqui.

Resumo

Este trabalho descreve o procedimento de medição e os princípios de uma técnica de moiré de amostragem para medições de deformação em campo completo de micro / nanotecnologia. A técnica desenvolvida pode ser realizada de duas maneiras: usando o método de moiré de multiplicação reconstruído ou o método de moiré de amostragem espacial de mudança de fase. Quando o passo da grade da amostra é de cerca de 2 pixels, são geradas franjas de moiré de amostragem de 2 pixéis para reconstruir um padrão de moiré de multiplicação para uma medição de deformação. Tanto as sensibilidades de deslocamento como de deformação são duas vezes mais elevadas do que no método tradicional de moiré de varredura, no mesmo campo de visão. Quando o passo da grelha da amostra é de cerca de ou superior a 3 pixels, são geradas franjas de moiré de amostragem de múltiplos pixéis, e uma técnica de mudança de fase espacial é combinada para uma medição de deformação de campo completo. A precisão da medição de tensão é significativamente melhorada, e a medição automática de lotes é facilmente alcançável.Ambos os métodos podem medir as distribuições de deformações bidimensionais (2D) a partir de uma imagem de grade de um único disparo sem rodar o espécime ou linhas de varredura, como nas técnicas de moiré tradicionais. Como exemplos, as distribuições de deslocamento e de deformação 2D, incluindo as estirpes de cisalhamento de dois espécimes de plástico reforçado com fibra de carbono, foram medidas em testes de flexão de três pontos. Espera-se que a técnica proposta desempenhe um papel importante nas avaliações quantitativas não destrutivas de propriedades mecânicas, ocorrências de fissuras e tensões residuais de uma variedade de materiais.

Introdução

Medições de deformação em micro / nano escala são vitalmente essenciais para avaliar as propriedades mecânicas, comportamentos de instabilidade, tensões residuais e ocorrências de quebra de materiais avançados. Uma vez que as técnicas ópticas são sem contato, full-field e não-destrutivas, vários métodos ópticos foram desenvolvidos para medição de deformação durante as últimas décadas. Nos últimos anos, as técnicas de medição de deformação em micro / nano escala incluem principalmente os métodos moiré ^{1 , 2 , 3 , 4} , análise de fase geométri....

Protocolo

1. Confirmação da grelha Micro / Nano-scale na amostra

1. Usinagem do Espécime
   1. Cortar a amostra ao tamanho requerido pelo dispositivo de carregamento específico utilizado sob um microscópio ( por exemplo, 1 x 5 x 30 mm ³ ), tornando a superfície a ser observada 1,5x maior que a região de interesse.
   2. Polir a superfície do espécime a ser observada ( p. Ex., 1 x 30 mm ² ), utilizando sucessivamente papel de areia grosseira e fina em uma máquina de polir automática ( por exemplo, use folha de SiC 320 durante 3 min e depois 800 durante 1 min a 150 rpm E 30 N). Limpe a amostra com á....

Resultados

As distribuições de deslocamento e de deformação 2D de dois espécimes de plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP) (# 1 e # 2) foram medidas de acordo com o princípio de formação de moiré ²³ eo processo de medição ( Figura 1 ). Os espécimes CFRP foram constituídos por fibras de carbono K13D de 10-11 μm de diâmetro e resinas epoxi. A deformação do CFRP # 1 foi determinada utilizando o método de moiré de multiplicação reconstruído .......

Discussão

Na t�nica descrita, um passo desafiador �a grelha de micro / nano escala ou grelha (abreviada como grelha) de fabrica�o ²⁶ se n� existir padr� peri�ico na amostra. O passo da grade deve ser uniforme antes da deformação, pois é um parâmetro importante para a medição da deformação. Se o material for um metal, uma liga metálica, ou uma litografia de nanoimpressão cerâmica, UV ou de aquecimento (NIL) ²⁷ , litografia por feixe de electrões (EBL) ^2<.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Máquina de polimento automática	Marumoto Struers K.K.	LaboPol-30, Força de Trabalho-100
Plástico Reforçado com Fibra de Carbono	Mitsubishi Plastics, Inc.
Computador	DELL Japan	VOSTRO	Pode ser substituído por outro computador com linguagem de programação C++
Software de gravação de imagem	Lasertec Corporation	LMEYE7	Instalado em um microscópio de varredura a laser
Ion Coater	Japan Electron Optics Laboratory Ltd.
Microscópio de Varredura a Laser	Lasertec Corporation	OPTELICS HYBRID
Nanoimprint Device	Japan Laser Corporation	EUN-4200	Pode ser substituído por um dispositivo de litografia de feixe de elétrons ou um dispositivo de moagem de feixe de íons focalizado
Molde de Nanoimprint	SCIVAX Corporation	3.0μ m pitch	Personalizado
Nanoimprint Resist	Toyo Gosei Co., Ltd	PAK01
Solução de Polimento	Marumoto Struers K.K.	DP-Spray P 15μ m, 1μ m, 0.25μ m	Use de pipeta grossa a fina
	AS ONE Corporation	10mL
Lixa	Marumoto Struers K.K.	Folha de SiC #320, #800	Use de grosso a fino
Revestidor giratório	MIKASA Corporation	MS-A100

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