材料の特性、挙動をより信頼性が高い正確な予想を立てるために、実際の使用環境を正確に再現した環境下での材料試験を行うことが必要とされています。Micro Materials社は、すでにNanoTest Vantageによって、様々な環境を再現した多機能な機械特性評価技術を提供してきました。NanoTest Xtremeは、さらにその機能を拡張します。従来、環境制御技術、高温での酸化および氷点下の温度での凍結/霜の発生が制約になってきました。NanoTest Xtremeは真空下でのテストを実現し、温度制御能力を-100～1000℃まで拡大させました。
 
-100〜1000℃の試験は、エンジニアリング材料が直面する最も極端な環境のシミュレーションを可能にし、幅広いアプリケーション分野における次世代材料の挙動を正確に評価することができます。例えば、真空中でのテストにより、航空宇宙用の合金を実際の使用環境下で試験することが可能です。また、チャンバに任意のガスを充填することにより、自動車用途におけるエンジン部品が曝される二酸化炭素雰囲気のような、より広い範囲の低酸素雰囲気の再現も可能になりました。

熱処理（800℃）時間の異なる材料の使用環境温度の違いにおける特性の違いを評価した図です。100時間処理された材料は、室温では弾性率が低下しています。一方で、温度が上昇しても弾性率がより安定したままであることがわかります。この実験により、実際の使用温度環境における材料の性能、熱処理の安定化効果の影響を測定できます。

シリコンのマイクロカンチレバー曲げ試験データ

オックスフォード大学では、Xtremeを使用して、高温でのシリコンの挙動に関する基礎研究を行ってきました。マイクロカンチレバー曲げ実験によって、異なる温度での機械的特性を測定し、変形メカニクスの挙動を調べています。図は、110℃と700℃で行われた曲げ試験の代表的な荷重と変位データです。2つの温度でのシリコンの挙動には明確な違いがあり、110℃で脆性、700℃で延性挙動が示されています。

真空中で行われるシリコンの高温ナノインデンテーション試験データ

高温ナノインデンテーション測定により、シリコンの挙動が脆性から延性に移行する温度を確認することができます。図4は、500℃と650℃のさまざまな負荷で行われたインデンテーション試験結果です。ピーク荷重での保持中にクリープ量が増加していること、および、除荷中の挙動の違いから、500℃を超える温度で材料挙動に遷移があることを示されています。

700℃におけるマイクロカンチレバーの触針式3D形状測定
（データ提供：オックスフォード大学　DEJ Armstrong、J Gibson、SJ Robertsら）