表面微納米力學測試儀

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。通過納米力學測試，可評估納米材料在極端環(huán)境下的可靠性。表面微納米力學測試儀

力—距離曲線測試分為準靜態(tài)模式和動態(tài)模式，實際應用中采用較多的是準靜態(tài)模式下的力-距離曲線測試。由力—距離曲線測試可以獲得樣品表面的力學性能及黏附的信息。利用接觸力學模型對力—距離曲線進行擬合，可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測試與納米壓痕相比，可以施加更小的作用力(nN量級)，較好地避免了對生物軟材料的損害，極大地降低了基底對薄膜力學性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應用于聚合物材料和生物材料的納米力學性能測試，很多研究者利用此方法獲得了細胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區(qū)域內力學性能的分布，但是分辨率較低，且測試時間較長。另外，力—距離曲線一般只對軟材料才比較有效。圖2 是通過力—距離曲線陣列測試獲得的細胞力學性能(模量) 的分布。江西國產納米力學測試廠家供應納米力學測試的發(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。

原位納米片取樣和力學測試技術，原位納米片取樣和力學測試技術是一種新興的納米尺度力學測試方法，其基本原理是利用優(yōu)化的離子束打造方法，在含有待測塑料表面的納米區(qū)域內制備出超薄的平面固體材料，再對其進行拉伸、扭曲等力學測試。相比于傳統(tǒng)的拉伸試驗等方法，原位納米片取樣技術具有更優(yōu)的尺寸控制和納米量級精度，可以為納米尺度力學測試提供更加準確的數據?？傊?，原位納米力學測量技術的研究及應用是未來納米材料科學發(fā)展的重要方向之一，將為納米材料的設計、開發(fā)以及工業(yè)應用等領域的發(fā)展做出積極貢獻。

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)納米壓痕技術還可以實現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。納米力學測試對于理解納米材料在極端條件下的力學行為具有重要意義，如高溫、高壓等。

除了采用彎曲振動模式進行測量外，Reinstadtler 等給出了探針扭轉振動模式測量側向接觸剛度的理論基礎。通過同時測量探針微懸臂的彎曲振動和扭轉振動，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合，不只能測量探針的接觸共振頻率和品質因子，還可以測量針尖樣品之間黏附力的大小。納米力學測試可以幫助解決材料在實際使用過程中遇到的損傷和磨損問題。海南表面微納米力學測試供應商

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。表面微納米力學測試儀

國內的江西省科學院、清華大學、南昌大學等采用掃描探針顯微鏡系列，如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等，對高精度納米和亞納米量級的光學超光滑表面的粗糙度和微輪廓進行測量研究。天津大學劉安偉等在量子隧道效應的基礎上，建立了適用于平坦表面的掃描隧道顯微鏡微輪廓測量的數學模型，仿真結果較好地反映了掃描隧道顯微鏡對樣品表面輪廓的測量過程。清華大學李達成等研制成功在線測量超光滑表面粗糙度的激光外差干涉儀，該儀器以穩(wěn)頻半導體激光器作為光源，共光路設計提高了抗外界環(huán)境干擾的能力，其縱向和橫向分辨率分別為0．39nm和0．73μm。李巖等提出了一種基于頻率分裂激光器光強差法的納米測量原理。表面微納米力學測試儀