廣西材料科學納米力學測試定制

英國：國家物理研究所對各種納米測量儀器與被測對象之間的幾何與物理間的相互作用進行了詳盡的研究，繪制了各種納米測量儀器測量范圍的理論框架，其研制的微形貌納米測量儀器測量范圍是0．01n m～3n m和0．3n m～100n m。Warwick大學的Chetwynd博士利用X光干涉儀對長度標準用的波長進行細分研究，他利用薄硅片分解和重組X光光束來分析干涉圖形，從干涉儀中提取的干涉條紋與硅晶格有相等的間距，該間距接近0．2nm，他依此作為校正精密位移傳感器的一種亞納米尺度。Queensgate儀器公司設計了一套納米定位裝置，它通過壓電驅動元件和電容位置傳感器相結合的控制裝置達到納米級的分辨率和定位精度。納米力學測試可以揭示納米材料在受力過程中的微觀結構變化和能量耗散機制。廣西材料科學納米力學測試定制

研究液相環(huán)境下的流體載荷對探針振動產生的影響可以將AFAM 定量化測試應用范圍擴展至液相環(huán)境。液相環(huán)境下增加的流體質量載荷和流體阻尼使探針振動的共振頻率和品質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量載荷和流體阻尼效應，可以在液相環(huán)境下從探針的接觸共振頻率導出針尖樣品的接觸剛度值。Tung 等通過嚴格的理論推導，提出通過重構流體動力學函數(shù)的方法，將流體慣性載荷效應進行分離。此方法不需要預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性能。深圳電線電纜納米力學測試應用納米力學測試的發(fā)展促進了納米材料及其應用領域的快速發(fā)展和創(chuàng)新。

原位納米力學測試系統(tǒng)是一種用于材料科學領域的儀器，于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元：（1）可實現(xiàn)70nN~30mN不同加載載荷，載荷分辨率為3nN；（2）位移分辨率：0.006nm，較小位移：0.2nm，較大位移：5um；（3）室溫熱漂移：0.05nm/s；（4）更換壓頭時間：60s。能夠實現(xiàn)薄膜或其他金屬或非金屬材料的壓痕、劃痕、摩擦磨損、微彎曲、高溫測試及微彎曲、NanoDMA、模量成像等功能。力學測試芯片大小只為幾平方毫米，亦可放置在電子顯微鏡真空腔中進行原位實時檢測。

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)。納米力學測試在生物醫(yī)學領域，助力研究細胞力學行為，揭示疾病發(fā)生機制。

主要的微納米力學測量技術：1、微納米壓痕測試技術，1.1壓入測試技術，壓人測試技術是較初的是表征各種材料力學性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀初的定量硬度測試方法。傳統(tǒng)的壓人測試技術是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預設的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測量殘余壓痕的尺寸計算相關的硬度指數(shù)。但壓入測試技術的缺陷在所能夠表征的材料力學參量局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。1.2 微納米壓痕測試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復合化方向飛速發(fā)展，在微納米尺度作用區(qū)域上開展微納米壓痕測試已被普遍用作評價材料因微觀結構變化面誘發(fā)力學性能變化以及獲得材料物性轉變等新現(xiàn)象、新規(guī)律的重要工具。所能夠表征的材料力學參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。摩擦學測試在納米力學領域具有重要地位，為減少能源損耗提供解決方案。深圳科研院納米力學測試廠家

納米力學測試設備的精度和靈敏度對于獲得準確的測試結果至關重要。廣西材料科學納米力學測試定制

與傳統(tǒng)硬度計算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據(jù) “接觸深度” hc(nm) 計算得到的。具體關系式需通過試驗來確定，根據(jù)壓頭形狀的不同，一般采用多項式擬合的方法，比如針對三角錐形壓頭，其擬合結果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關的常數(shù)，對于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過對載荷-位移曲線的卸載部分進行擬合，再對擬合函數(shù)求導得出，即，式中Q 為擬合函數(shù)。這樣通過試驗得到載荷-位移曲線，測量和計算試驗過程中的載荷 P、壓痕深度h和卸載曲線初期的斜率S，就可以得到樣品的硬度值。該技術通過記錄連續(xù)的載荷-位移、加卸載曲線，可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應力等指標，它克服了傳統(tǒng)壓痕測量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質等缺陷，同時也提高了硬度的檢測精度，使得邊加載邊測量成為可能，為檢測過程的自動化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。廣西材料科學納米力學測試定制