Sunulan protokol, mikro ölçekli malzeme örneklerinin imalatı ve test edilmesi için gerekli süreyi azaltmaya yardımcı olur ve birçok mühendislik alanı için geçerli olan metal malzemelerin mikro mekanik testleri için net rehberlik sağlar. Bu teknik, mikro ölçekli malzeme gruplandırmalarının yüksek verimli uygulanmasına ve testine izin verir. Ayrıca fotolithografi ile mikro akım oluşturularak malzemenin yeniden konumlandırılması azaltılır ve numunenin etrafındaki mikro gerilme kavrama manevra kabiliyeti geliştirilmiştir.
Bu yöntem çeiğe uygulansa da, benzer metodoloji mikro elektromekanik sistemlerin veya MEM'lerin tasarımlarını geliştirmek için silikon gibi diğer malzemeler için kullanılabilir. Islak gravür ve kavrama numune hizalaması zorlu adımlardır. Islak gravür örnek sıcak olarak yapılması tavsiye edilir.
Geliştirilmiş hizalama için, numunenin devreye girdiğini doğrulamak için uzakta çalışan mikroskobu veya odağı kullanın. Yavaş bir doğranma testeresi veya bant testeresi ile ilgi alanından altı milimetrelik bir bölüm keserek başlayın. Yarı otomatik parlatıcı kullanarak.
Düz bir yüzey koruyarak numuneyi 400 kum aşındırıcı kağıt kullanarak parlatmaya başlayın. Daha sonra aşamalı olarak her kum seviyesini takip ederek parlatma yönünü 90 derece değiştiren bir mikrometre elmas parçacıklarına geçin. Ardından malzemeyi hizalamak için yavaş bir testere kullanın ve ince bir 0,5 ila bir milimetrelik bir bölüme kesin.
Numuneyi cilalı tarafı yukarı olacak şekilde spin kodlayıcıya yerleştirin ve yüzeydeki herhangi bir tozu veya partikülü gidermek için basınçlı hava kullanın, numuneye fotoğraf direnci uygulayın ve spin kodlayıcısını çalıştırın. Kodlamadan sonra numuneyi 65 Santigrat derece sıcak bir plaka üzerinde beş dakika ısıtın. Ve sonra 95 santigrat derecede 10 dakika.
Numune oda sıcaklığına soğuduğunda, her iki tarafta 70 mikrometre ölçülerinde bir dizi kareye sahip bir fotoğraf maskesi kullanın. Numuneyi 10 ila 15 saniye boyunca maruz bırakmak için, 75 mili Joles santimetre karelik bir güç yoğunluğunda. Numuneyi daha önce gösterildiği gibi sıcak plakada ısıtın ve oda sıcaklığına soğutun.
Daha sonra numuneyi propilen gliko monometil eter, asetat veya PG MEA'ya desen yukarı bakacak şekilde batırın ve 10 dakika boyunca çalkalayın. Bir duman kaputunun içinde, numuneyi 65 ila 70 santigrat derecede sıcak bir tabakta beş dakika boyunca bir beherde ısıtın. Desen yüzeyini tamamen örtmek için hazırlanan gravürden birkaç damla ekleyin.
Beş dakika sonra, numuneyi kabından çıkarın ve aşındırıcıyı suyla nötralize edin. Islak gravürden sonra, platformda istenmeyen dökme malzemeleri çıkarmak için maksimum güç kullanarak numune üzerinde ilk frezeleme işlemini gerçekleştirin, ardından son numune geometrisi için gerekenden biraz daha büyük boyutlara sahip bir dikdörtgen yapmak için daha düşük güce geçin. Gücü daha da azaltın ve son mikro çekme numune boyutlarına daha yakın kesit kesimleri yapın.
Numuneyi 180 derece döndürün ve istenen numune geometrisini oluşturmak için düşük güç kullanarak son frezeleme işlemini gerçekleştirin. Numuneyi ve girinti ucunu nano girinti cihazına monte edin. Nano girinti makinesini, üreticinin önemli makine eğimini önleyen önerilerine uyarak SEM'e takın.
Çekme testi sırasında beklenmeyen bir olayı önlemek için numuneden uzakta, havada istenen deplasman bazlı çekme yükleme protokolünü gerçekleştirin. Daha sonra girinti ucunu yavaşça numune yüzeyine taşıyın. Gerilme kavramasını test örneğiyle hareket ettirip hizalayın ve çekme testini gerçekleştirin.
Hazırlanan çelik yüzeyden kesir spektrumu için yapılan temsili analiz x-ışınında, daha önce gerilen bir malzemeden beklendiği gibi çoğunlukla martinik tane yapısı gösterildi. Mikro çekme 17 dört pH çelik numunesinin yük deplasmanı davranış analizi, 418 nanometrelik bir yer değiştirmede maksimum 3.145 mikro Newton çekme mukavemetine sahipti. Yer değiştirmedeki daha fazla artış, imal edilmiş mikro numunenin gerilim testi sırasında tek arıza kayma düzlemini gösterdi, bu da mikro örneğin yerinde SEM gözlemlerinden kırılmasına karşılık geliyor.
Yerinde mikro mekanik malzeme testi, yükleme sırasında numune deformasyonunun görsel gözlemlerine izin verir ve karmaşık malzeme davranışını ve daha sonra ölçülen malzeme performansını anlamaya yardımcı olur. Bu prosedür denenirken hatırlanması gereken en önemli faktör, numuneyi ıslak gravürden önce önceden ısıtmaktır. Yükleme protokolünü doğrulamak ve kalıp testine kavrama öncesi kavrama ile uygun numune etkileşimini sağlamak için dikkat gösterin ve hedefleyin.
