O protocolo apresentado ajuda a reduzir o tempo necessário para fabricação e testes de amostras de materiais de microescala e fornece orientação clara para o teste micro mecânico de materiais metálicos, o que é aplicável a muitos campos de engenharia. Esta técnica permite aplicação de alto rendimento e testes de agrupamentos de materiais de microescala. Além disso, ao criar micro corrente via fotolitografia, a reposição do material é reduzida e a manobrabilidade de aderência de micro tração ao redor da amostra é melhorada.
Embora este método tenha sido aplicado à metodologia semelhante ao aço poderia ser usado para outros materiais, como o silício para melhorar os projetos de sistemas micro eletromecânicos ou MEMs. A gravura molhada e o alinhamento da amostra de aderência são etapas desafiadoras. Recomenda-se realizar a gravura molhada com a amostra quente.
Para um alinhamento melhorado, use o microscópio trabalhando distante ou foco para verificar se a amostra está engajada. Comece cortando uma seção de seis milímetros da área de interesse com uma serra lenta ou serra de banda. Usando um polidor semiautomático.
Comece a polir a amostra usando um papel abrasivo de 400 grãos mantendo uma superfície plana. Em seguida, mova-se progressivamente para um micrometro de partículas de diamante alternando a direção de polimento em 90 graus, seguindo cada nível de grão. Em seguida, use uma serra de velocidade lenta para alinhar o material e cortá-lo em uma fina seção de 0,5 a um milímetro.
Coloque a amostra no codificador de giro com o lado polido para cima e use ar comprimido para remover qualquer poeira ou partícula na superfície, aplique a foto resista à amostra e execute o codificador de rotação. Depois de codificar aqueça a amostra em uma placa quente a 65 Celsius por cinco minutos. E depois a 95 graus Celsius por 10 minutos.
Quando a amostra estiver resfriada à temperatura ambiente, use uma máscara fotográfica com uma matriz de quadrados medindo 70 micrômetros de cada lado. Para expor a amostra por 10 a 15 segundos, a uma densidade de potência de 75 milímetros joles centímetro quadrado. Aqueça a amostra na placa quente como demonstrado anteriormente e esfrie-a à temperatura ambiente.
Em seguida, submerse a amostra em propilenoglico monomethyl éter, acetato ou PG MEA com o padrão voltado para cima e agitar-a por 10 minutos. Dentro de um capô de fumaça, aqueça a amostra em um béquer em uma placa quente a 65 a 70 graus Celsius por cinco minutos. Adicione algumas gotas do etchent preparado para cobrir completamente a superfície do padrão.
Após cinco minutos, retire a amostra do béquer e neutralize o etchent com água. Após a gravação molhada, realize a fresagem inicial na amostra usando potência máxima para remover qualquer material a granel indesejado da plataforma, em seguida, mude para menor potência para fazer um retângulo com dimensões ligeiramente maiores do que o necessário para a geometria final do espécime. Reduza ainda mais a potência e faça cortes transversais que estejam mais próximos das dimensões finais da amostra de micro tração.
Gire a amostra 180 graus e realize a fresagem final usando baixa potência para criar a geometria desejada da amostra. Monte o espécime e a ponta de indentura no dispositivo de nanodentura. Instale a máquina de recuo nano no SEM seguindo as recomendações do fabricante evitando inclinação significativa da máquina.
Realize o protocolo de carregamento de tração baseado em deslocamento desejado no ar, longe da amostra para evitar um evento inesperado durante o teste de tração. Em seguida, mova lentamente a ponta de indentura para a superfície da amostra. Mova-se e alinhe a aderência da tração com a amostra de ensaio e realize o teste de tração.
Na análise representativa, o raio-x para o espectro fracionado da superfície de aço preparado mostrou uma estrutura de grãos principalmente martincic, como seria de esperar de um material previamente tenso. A análise de comportamento de deslocamento de carga da micro tração AM 17 quatro pH de aço, teve uma resistência máxima de tração de 3,145 micro Newtons a um deslocamento de 418 nanômetros. Outro aumento no deslocamento mostrou o plano de deslizamento de falha única durante o teste de tensão da microameia fabricada, que corresponde à fratura da micro amostra a partir de observações in-situ SEM.
No situ, o teste de material micro mecânico permite observações visuais da deformação da amostra durante o carregamento e ajuda a entender o comportamento material complexo e o desempenho subsequente do material medido. O fator mais importante a ser lembrado ao tentar este procedimento é pré-aquecimento da amostra antes da gravação molhada. Realize e aponte a atenção para verificar o protocolo de carregamento e garantir o engajamento adequado da amostra com o pre aderência ao teste de estêncil.
