新能源納米力學測試設備

來源: 發(fā)布時間:2024-06-15

原位納米壓痕儀的主要功能為:安裝于SEM或者FIB中,可以對金屬材料、陶瓷材料、生物材料及復合材料等各種材料精確施加載荷、檢測形變量。在電鏡下進行壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學性能測試;此外,還可研究材料在動態(tài)力、熱等多場耦合條件下結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。ALEMNIS原位納米壓痕儀可與多種分析設備聯(lián)用,如掃描電鏡、光學顯微鏡和同步輻射裝置等,并實現(xiàn)多種應用場景。該原位納米壓痕儀是一款能實現(xiàn)本征位移控制模式的壓痕儀。依托于該設備的精巧設計及精細加工,對于不同的應用場景,其均具有靈活性、精確性和可重復性。面向未來,納米力學測試將繼續(xù)拓展人類對微觀世界的認知邊界。新能源納米力學測試設備

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原子力顯微鏡(AFM),原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy,簡稱AFM)是一種常用的納米級力學性質(zhì)測試方法。它通過在納米尺度下測量材料表面的力與距離之間的關(guān)系,來獲得材料的力學性質(zhì)信息。AFM的基本工作原理是利用一個具有納米的探針對樣品表面進行掃描,并測量在探針與樣品之間的力的變化。使用AFM可以獲得材料的力學性質(zhì)參數(shù),如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外,AFM還可以進行納米級別的形貌表征,使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)。海南涂層納米力學測試供應納米力學測試技術(shù)的發(fā)展為納米材料在能源、環(huán)保等領域的應用提供了更多可能性。

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對納米元器件的電測量——電壓、電阻和電流——都帶來了一些特有的困難,而且本身容易產(chǎn)生誤差。研發(fā)涉及量子水平上的材料與元器件,這也給人們的電學測量工作帶來了種種限制。在任何測量中,靈敏度的理論極限是由電路中的電阻所產(chǎn)生的噪聲來決定的。電壓噪聲[1]與電阻的方根、帶寬和一定溫度成正比。高的源電阻限制了電壓測量的理論靈敏度[2]。雖然完全可能在源電阻抗為1W的情況下對1mV的信號進行測量,但在一個太歐姆的信號源上測量同樣的1mV的信號是現(xiàn)實的。

納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)出各種有趣的特性,除了高比表面積-體積比,納米纖維相比于塊狀材料,沿主軸方向有更突出的力學特性。因此納米纖維在復合材料、纖維、支架(組織工程學)、藥物輸送、創(chuàng)傷敷料或紡織業(yè)等領域是一種非常有應用前景的材料。納米纖維機械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強度、韌性)的定量表征對理解其在目標應用中的性能非常重要,而測量這些參數(shù)需要高度專業(yè)畫的儀器,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測量非常小的變形;在測量的時間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級的位移下保持高度穩(wěn)定的測量系統(tǒng);以亞納米分辨率測量微小力;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機械測試儀器上。納米力學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。

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一般力學原理包括:。能量和動量守恒原理;。哈密頓變分原理;。對稱原理。由于研究的物體小,納米力學也要考慮:。當物體尺寸和原子距離可比時,物體的離散性;。物體內(nèi)自由度的多樣性和有限性。。熱脹落的重要性;。熵效應的重要性;。量子效應的重要性。這些原理可提供對納米物體新異性質(zhì)深入了解。新異性質(zhì)是指這種性質(zhì)在類似的宏觀物體沒有或者很不相同。特別是,當物體變小,會出現(xiàn)各種表面效應,它由納米結(jié)構(gòu)較高的表面與體積比所決定。這些效應影晌納米結(jié)構(gòu)的機械能和熱學性質(zhì)(熔點,熱容等)例如,由于離散性,固體內(nèi)機械波要分散,在小區(qū)域內(nèi),彈性力學的解有特別的行為。自由度大引起熱脹落是納米顆粒通過潛在勢壘產(chǎn)生熱隧道及液體和固體交錯擴散的理由。小和熱漲落提供了納米顆粒布朗運動的基本理由。在納米范圍增加了熱漲落重要性和結(jié)構(gòu)熵,使納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超彈性,熵彈性(熵力)和其它新彈性。開放納米系統(tǒng)的自組織和合作行為中,結(jié)構(gòu)熵也令人產(chǎn)生很大興趣。在進行納米力學測試時,需要特別注意樣品的制備和處理過程,以避免引入誤差。海南納米力學測試實驗室

通過納米力學測試,我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時的變形和破壞機制。新能源納米力學測試設備

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?qū)崿F(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。新能源納米力學測試設備