經(jīng)過三十年的發(fā)展，目前科學(xué)家在AFM 基礎(chǔ)上實現(xiàn)了多種測量和表征材料不同性能的應(yīng)用模式。利用原子力顯微鏡，人們實現(xiàn)了對化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)鍵變化的成像，研究了化學(xué)鍵的角對稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動單個原子所需要施加的作用力。各種不同的應(yīng)用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個方面的性能。基于AFM 的定量化納米力學(xué)測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)和基于輕敲模式的動態(tài)多頻技術(shù)。納米力學(xué)測試的發(fā)展促進了納米材料及其應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展和創(chuàng)新。甘肅納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)將近場聲學(xué)和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)是近些年來發(fā)展的...

AFAM 方法提出之后，不少研究者對方法的準確度和靈敏度方面進行了研究。Hurley 等分析了空氣濕度對AFAM 定量化測量結(jié)果的影響。Rabe 等分析了探針基片對AFAM 定量化測量的影響。Hurley 等詳細對比了AFAM 單點測試與納米壓痕以及聲表面波譜方法的測試原理、空間分辨率、適用性及測試優(yōu)缺點等。Stan 等提出一種雙參考材料的方法，此方法不需要了解針尖的力學(xué)性能，可以在一定程度上提高測試的準確度。他們還提出了一種基于多峰接觸的接觸力學(xué)模型，在一定程度上可以提高測試的準確度。Turner 等通過嚴格的理論推導(dǎo)研究了探針不同階彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)的靈敏度問題。Muraoka提出一種...

即使源電阻大幅降低至1MW，對一個1mV的信號的測量也接近了理論極限，因此要使用一個普通的數(shù)字多用表（DMM）進行測量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外，許多DMM在測量電壓時的輸入偏移電流很高，而相對于那些納米技術(shù)[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測量儀器而言，DMM的輸入電阻又過低。這些特點增加了測量的噪聲，給電路帶來不必要的干擾，從而造成測量的誤差。系統(tǒng)搭建完畢后，必須對其性能進行校驗，而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節(jié)中將對降低這些誤差的一些途徑進行探討。納米力學(xué)測試可以解決納米材料在制備和應(yīng)用過程中的力學(xué)問題，提...

AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進行測試，基于對探針的動力學(xué)特性以及針尖樣品之間的接觸力學(xué)行為分析，可以通過對探針接觸共振頻率、品質(zhì)因子、振幅、相位等響應(yīng)信息的測量，實現(xiàn)被測樣品力學(xué)性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征，還可以測量樣品表面或亞表面的納米力學(xué)特性。AFAM 屬于近場聲學(xué)成像技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)聲學(xué)成像中聲波半波長對成像分辨率的限制，其分辨率取決于探針針尖與測試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm)，且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛)，因此AFAM 的空間分辨率極高，其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以...

在黏彈性力學(xué)性能測試方面，Yuya 等發(fā)展了AFAM 黏彈性力學(xué)性能測試的理論基礎(chǔ)。隨后，Killgore 等將單點測試拓展到成像測試，對二元聚合物的黏彈性力學(xué)性能進行了定量化成像，獲得了存儲模量和損耗模量的分布圖。Hurley 等發(fā)展了一種不需要進行中間的校準測試過程而直接測量損耗因子的方法。Tung 等采用二維流體動力學(xué)函數(shù)，考慮探針接近樣品表面時的阻尼和附加質(zhì)量效應(yīng)以及與頻率相關(guān)的流體動力載荷，對黏彈性阻尼損耗測試進行了修正。周錫龍等研究了探針不同階模態(tài)對黏彈性測量靈敏度的影響，提出了一種利用軟懸臂梁的高階模態(tài)進行黏彈性力學(xué)性能測試的方法。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行...

采用磁力顯微鏡觀察Sm2Co17基永磁材料表面的波紋磁疇和條狀磁疇結(jié)構(gòu);使用摩擦力顯微鏡對計算機磁盤表面的摩擦特性進行試:利用靜電力顯微鏡測量技術(shù),依靠輕敲模式(Tapping mode)和抬舉模式(Lift mode),用相位成像測量有機高分子膜-殼聚糖膜(CHI)的表面電荷密度空間分布等等除此之外,近年來,SPM還用于測量化學(xué)鍵、納米碳管的強度,以及納米碳管操縱力方面的測量。利用透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡原位加載,觀測單一納米粒子鏈的力學(xué)屬性和納觀斷裂,采用掃描電鏡、原子力顯微鏡對納米碳管的拉伸過程及拉伸強度進行測等:基于原子力顯微鏡提出一種納米級操縱力的同步測量方法,進而應(yīng)用該方法,成...

AFAM 方法提出之后，不少研究者對方法的準確度和靈敏度方面進行了研究。Hurley 等分析了空氣濕度對AFAM 定量化測量結(jié)果的影響。Rabe 等分析了探針基片對AFAM 定量化測量的影響。Hurley 等詳細對比了AFAM 單點測試與納米壓痕以及聲表面波譜方法的測試原理、空間分辨率、適用性及測試優(yōu)缺點等。Stan 等提出一種雙參考材料的方法，此方法不需要了解針尖的力學(xué)性能，可以在一定程度上提高測試的準確度。他們還提出了一種基于多峰接觸的接觸力學(xué)模型，在一定程度上可以提高測試的準確度。Turner 等通過嚴格的理論推導(dǎo)研究了探針不同階彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)的靈敏度問題。Muraoka提出一種...

用戶可設(shè)計自定義的測試程序和測試模式：①FT-NTP納米力學(xué)測試平臺,是一個5軸納米機器人系統(tǒng),能夠在絕大部分全尺寸的SEM中對微納米結(jié)構(gòu)進行精確的納米力學(xué)測試。②FT-nMSC模塊化系統(tǒng)控制器,其連接納米力學(xué)測試平臺,同步采集力和位移數(shù)據(jù)。其較大特點是該控制器提供硬。件級別的傳感器保護模式,防止微力傳感探針和微鑷子的力學(xué)過載。③FT-nHCM手動控制模塊,其配置的兩個操控桿方便手動控制納米力學(xué)測試平臺。④帶接線口的SEM法蘭,實現(xiàn)模塊化系統(tǒng)控制器和納米力學(xué)測試平臺的通訊。發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性納米力學(xué)測試設(shè)備，是當前科研工作的重要任務(wù)。深圳科研院納米力學(xué)測試技術(shù)經(jīng)過三十年的發(fā)展，目前科學(xué)家在A...

納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，這個技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。國外于1982年發(fā)明并使其發(fā)明者Binnig和Rohrer（美國）榮獲1986年物理學(xué)諾貝爾獎的掃描隧道顯微鏡（STM）。1986年，Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測量近10－18N的表面力，將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結(jié)合，發(fā)明了原子力顯微鏡，在空氣中測量，達到橫向精度3n m和垂直方向0．1n m的分辨率。California大學(xué)S．Alexander等人利用光杠桿實現(xiàn)的原子力顯微鏡初次獲得了原子級分辨率的表面圖像。納米力學(xué)測試可以用于評估納米材料的熱力學(xué)性能，為納米材料的應(yīng)...

納米壓痕儀的應(yīng)用，納米壓痕儀可適用于有機或無機、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪釉漆，光學(xué)薄膜，微電子鍍膜，保護性薄膜，裝飾性薄膜等等?；w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料，包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機材料等。半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads)；存儲材料(磁盤的保護層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護層)；光學(xué)組件(接觸鏡頭、光纖、光學(xué)刮擦保護層)；金屬蒸鍍層；防磨損涂層(TiN， TiC， DLC， 切割工具)；藥理學(xué)(藥片、植入材料、生物組織)；工程學(xué)(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。在進行納米力學(xué)測試時，需要注意避免外界...

微納米材料研究中用到的一些現(xiàn)代測試技術(shù)：電子顯微法，電子顯微技術(shù)是以電子顯微鏡為研究手段來分析材料的一種技術(shù)。電子顯微鏡擁有高于光學(xué)顯微鏡的分辨率，可以放大幾十倍到幾十萬倍的范圍，在實驗研究中具有不可替代的意義，推動了眾多領(lǐng)域研究的進程。電子顯微技術(shù)的光源為電子束，通過磁場聚焦成像或者靜電場的分析技術(shù)才達成高分辨率的效果、利用電子顯微鏡可以得到聚焦清晰的圖像， 有利于研究人員對于實驗結(jié)果進行觀察分析。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，優(yōu)化納米力學(xué)測試結(jié)果分析，提升研究效率。重慶空心納米力學(xué)測試收費標準目前納米壓痕在科研界和工業(yè)界都得到了普遍的應(yīng)用，但是它仍然存在一些難以克服的缺點，比如納米壓痕實際上是...

目前微納米力學(xué)性能測試方法的發(fā)展趨勢主要向快速定量化以及動態(tài)模式發(fā)展，測試對象也越來越多地涉及軟物質(zhì)、生物材料等之前較難測試的樣品。另外，納米力學(xué)測試方法的標準化也在逐步推進。建立標準化的納米力學(xué)測試方法標志著相關(guān)測試方法的逐漸成熟，對納米科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展也具有重要的推動作用。絕大多數(shù)的納米力學(xué)測試都需要復(fù)雜的樣品制備過程。為了使樣品制備簡單化和人性化,FT-NMT03采用能夠感知力的微鑷子和不同形狀的微力傳感探針針尖來實現(xiàn)對微納結(jié)構(gòu)的精確提取、轉(zhuǎn)移直至將其固定在測試平臺上?？偠灾?集中納米操作以及力學(xué)-電學(xué)性能同步測試功能于一體的FT-NMT03能夠滿足幾乎所有的納米力學(xué)測試需求。納米力學(xué)...

本文中主要對當今幾種主要材料納觀力學(xué)與納米材料力學(xué)特性測試方法:納米硬度技術(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統(tǒng)的硬度測量已無法滿足新材料研究的需要，于是納米硬度技術(shù)應(yīng)運而生。納米硬度計是納米硬度測量的主要儀器，它是一種檢測材料微小體積內(nèi)力學(xué)性能的測試儀器，包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式。由于壓痕或劃痕深度一般控制在微米甚至納米尺度，因此該類儀器已成為電子薄膜、涂層、材料表面及其改性的力學(xué)性能檢測的理想手段。它不需要將表層從基體上剝離，便可直接給出材料表層力學(xué)性...

微納米材料研究中用到的一些現(xiàn)代測試技術(shù)：電子顯微法，電子顯微技術(shù)是以電子顯微鏡為研究手段來分析材料的一種技術(shù)。電子顯微鏡擁有高于光學(xué)顯微鏡的分辨率，可以放大幾十倍到幾十萬倍的范圍，在實驗研究中具有不可替代的意義，推動了眾多領(lǐng)域研究的進程。電子顯微技術(shù)的光源為電子束，通過磁場聚焦成像或者靜電場的分析技術(shù)才達成高分辨率的效果、利用電子顯微鏡可以得到聚焦清晰的圖像， 有利于研究人員對于實驗結(jié)果進行觀察分析。通過納米力學(xué)測試，可以測量納米材料的彈性模量、硬度和斷裂韌性等力學(xué)性能。深圳科研院納米力學(xué)測試廠家直銷借助電子顯微鏡(EM)的原位納米力學(xué)測試法，利用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡(TEM)的高分...

納米壓痕儀的應(yīng)用，納米壓痕儀可適用于有機或無機、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪釉漆，光學(xué)薄膜，微電子鍍膜，保護性薄膜，裝飾性薄膜等等?；w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料，包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機材料等。半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads)；存儲材料(磁盤的保護層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護層)；光學(xué)組件(接觸鏡頭、光纖、光學(xué)刮擦保護層)；金屬蒸鍍層；防磨損涂層(TiN， TiC， DLC， 切割工具)；藥理學(xué)(藥片、植入材料、生物組織)；工程學(xué)(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的研究和...

有限元數(shù)值分析方面，Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測量了鈮薄膜的壓入模量，并進行了對比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響，給出了一種將實驗測試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合，確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實際情況中的多種影響因素，精度相對較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測探針接觸共振頻率變化對針尖磨損進行連續(xù)測量的方法。納米力學(xué)測試設(shè)備的精度和靈敏度對于獲得準確的測...

模塊化設(shè)計使系統(tǒng)適用于各種形貌樣品的測試需求及各種SEM/FIB配置，緊湊的外形設(shè)計適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設(shè)計自定義的測試程序和測試模式：①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個不同型號的連接頭,可滿足各種不同的測試條件(平面外或者平面內(nèi)測試)和不同的測試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個不同型號的適配頭用來調(diào)節(jié)樣品臺的高度和角度。③FT-ETB電學(xué)測試樣品臺,包含2個不同的電學(xué)測試樣品臺,實現(xiàn)樣品和納米力學(xué)測試平臺的電導(dǎo)通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實現(xiàn)微納力學(xué)測試和微納操作組裝(按需額外購買)。納米力學(xué)測試能夠揭示材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能之...

納米力學(xué)從研究的手段上可分為納觀計算力學(xué)和納米實驗力學(xué)。納米計算力學(xué)包括量子力學(xué)計算方法、分子動力學(xué)計算和跨層次計算等不同類型的數(shù)值模擬方法。納米實驗力學(xué)則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學(xué)場，即所謂的材料納觀實驗力學(xué);二是對特征尺度為1-100nm之間的微細結(jié)構(gòu)進行的實驗力學(xué)研究，即所謂的納米材料實驗力學(xué)。納米實驗力學(xué)研究有兩種途徑:一是對常規(guī)的硬度測試技術(shù)、云紋法等宏觀力學(xué)測試技術(shù)進行改造，使它們能適應(yīng)納米力學(xué)測量的需要;另一類是創(chuàng)造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學(xué)測量技術(shù)建立新原理、新方法。通過納米力學(xué)測試，可以優(yōu)化材料的加工工藝，提高產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。福建材料科學(xué)納...

AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動來對材料納米尺度的彈性性能進行成像或測量。AFAM 于20 世紀90 年代中期由德國薩爾布呂肯無損檢測研究所的Rabe 博士(女) 首先提出，較初為單點測量模式。2000 年前后，她們采用逐點掃頻的方式實現(xiàn)了模量成像功能，但是成像的速度很慢，一幅128×128 像素的圖像需要大約30min，導(dǎo)致圖像的熱漂移比較嚴重。2005 年，美國國家標準局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動，將成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的圖像需要大約25min)。納米壓痕技術(shù)作為一種常見測試方法，可實時監(jiān)測材料在微觀層面的力學(xué)...

除了采用彎曲振動模式進行測量外，Reinstadtler 等給出了探針扭轉(zhuǎn)振動模式測量側(cè)向接觸剛度的理論基礎(chǔ)。通過同時測量探針微懸臂的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動，Hurley 和Turner提出了一種同時測量各向同性材料楊氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用軟探針的高階模態(tài)進行AFAM 定量化測試的方法，可以使探針施加在樣品上的力減小到10 nN，極大地擴展了這一方法的應(yīng)用范圍。Killgore 和Hurley提出了一種新的脈沖接觸共振的方法，將接觸共振與脈沖力模式相結(jié)合，不只能測量探針的接觸共振頻率和品質(zhì)因子，還可以測量針尖樣品之間黏附力的大小。納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展離不開...

量子效應(yīng)也決定納米結(jié)構(gòu)新的電，光和化學(xué)性質(zhì)。因此量子效應(yīng)在鄰近的納米科學(xué)，納米技術(shù)，如納米電子學(xué)，先進能源系統(tǒng)和納米生物技術(shù)學(xué)科范圍得到更多注意。納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，這個技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。安全一直是必須認真考慮的問題。電測量工具會輸出有危險的、甚至是致命的電壓和電流。清楚儀器使用中何時會發(fā)生這些情形顯得極為重要，只有這樣人們才能采取恰當?shù)陌踩婪妒侄?。請認真閱讀并遵從各種工具附帶的安全指示。在進行納米力學(xué)測試時，需要特別注意樣品的制備和處理過程，以避免引入誤差。廣東微納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)目前納米壓痕在科研界和工業(yè)界都得到了普遍的...

研究液相環(huán)境下的流體載荷對探針振動產(chǎn)生的影響可以將AFAM 定量化測試應(yīng)用范圍擴展至液相環(huán)境。液相環(huán)境下增加的流體質(zhì)量載荷和流體阻尼使探針振動的共振頻率和品質(zhì)因子都較大程度上減小。Parlak 等采用簡單的解析模型考慮流體質(zhì)量載荷和流體阻尼效應(yīng)，可以在液相環(huán)境下從探針的接觸共振頻率導(dǎo)出針尖樣品的接觸剛度值。Tung 等通過嚴格的理論推導(dǎo)，提出通過重構(gòu)流體動力學(xué)函數(shù)的方法，將流體慣性載荷效應(yīng)進行分離。此方法不需要預(yù)先知道探針的幾何尺寸及材料特性，也不需要了解周圍流體的力學(xué)性能。通過納米力學(xué)測試，可以測量材料的硬度、彈性模量、粘附性等關(guān)鍵參數(shù)。廣東微納米力學(xué)測試服務(wù)電子/離子束云紋法和電鏡掃描云紋...

納米壓痕獲得的材料信息也比較豐富，既可以通過靜態(tài)力學(xué)性能測試獲得材料的硬度、彈性模量、斷裂韌性、相變(疇變) 等信息，也可以通過動態(tài)力學(xué)性能測試獲得被測樣品的存儲模量、損耗模量或損耗因子等。另外，動態(tài)納米壓痕技術(shù)還可以實現(xiàn)對材料微納米尺度存儲模量和損耗模量的模量成像(modulus mapping)。圖1 是美國Hysitron 公司生產(chǎn)的TI-900 Triboindenter 納米壓痕儀的實物圖。納米壓痕作為一種較通用的微納米力學(xué)測試方法，目前仍然有不少研究者致力于對其方法本身的改進和發(fā)展。納米力學(xué)測試通常在真空或者液體環(huán)境下進行，以保證測試的準確性。廣州納米力學(xué)測試參考價研究液相環(huán)境下的...