福建表面微納米力學(xué)測試實驗室

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 一樣可以達到納米量級。與納米壓痕技術(shù)相比，AFAM 在分辨率方面具有明顯的優(yōu)勢，通常認為其測試過程是無損的。此外，AFAM 在成像質(zhì)量和速度方面均明顯優(yōu)于納米壓痕。目前，AFAM 已經(jīng)普遍應(yīng)用于納米復(fù)合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統(tǒng)等各種先進材料領(lǐng)域。納米力學(xué)測試可應(yīng)用于納米材料、生物材料、涂層等領(lǐng)域的研究和開發(fā)。福建表面微納米力學(xué)測試實驗室

納米壓痕技術(shù)通過測量壓針的壓入深度，根據(jù)特定形狀壓針壓入深度與接觸面積的關(guān)系推算出壓針與被測樣品之間的接觸面積。因此，納米壓痕也被稱為深度識別壓痕(depth-sensing indentation，DSI) 技術(shù)。納米壓痕技術(shù)的應(yīng)用范圍非常普遍，可以用于金屬、陶瓷、聚合物、生物材料、薄膜等絕大多數(shù)樣品的測試。納米壓痕相關(guān)儀器的操作和使用也非常方便，加載過程既可以通過載荷控制，也可以通過位移控制，并且只需測量壓針壓入樣品過程中的載荷位移曲線，結(jié)合恰當?shù)牧W(xué)模型就可以獲得樣品的力學(xué)信息。上海納米力學(xué)測試定制納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為，從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計和應(yīng)用。

隨著精密、 超精密加工技術(shù)的發(fā)展，材料在納米尺度下的力學(xué)特性引起了人們的極大關(guān)注研究。而傳統(tǒng)的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應(yīng)用，無法用于測量壓痕深度為納米級或亞微米級的硬度( 即所謂納米硬度，nano- hardness) 。近年來，測量納米硬度一般采用新興的納米壓痕技術(shù) (nano-indentation)，由于采用納米壓痕技術(shù)可以在極小的尺寸范圍內(nèi)測試材料的力學(xué)性能，除了塑性性質(zhì)外，還可反映材料的彈性性質(zhì)，因此得到了越來越普遍的應(yīng)用。

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(xué)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(xué)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(xué)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)。納米力學(xué)測試可以揭示納米材料在受力過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化和能量耗散機制。

主要的微納米力學(xué)測量技術(shù)：1、微納米壓痕測試技術(shù)，1.1壓入測試技術(shù)，壓人測試技術(shù)是較初的是表征各種材料力學(xué)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(shù)是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預(yù)設(shè)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(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測試技術(shù)的缺陷在所能夠表征的材料力學(xué)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(fù)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(jié)構(gòu)變化面誘發(fā)力學(xué)性能變化以及獲得材料物性轉(zhuǎn)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(xué)參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。在納米力學(xué)測試中，常用的儀器包括原子力顯微鏡、納米硬度儀等設(shè)備。四川新能源納米力學(xué)測試應(yīng)用

在進行納米力學(xué)測試時，需要注意避免外界干擾和噪聲對測試結(jié)果的影響。福建表面微納米力學(xué)測試實驗室

量子效應(yīng)決定物理系統(tǒng)內(nèi)個別原子間的相互作用力。在納米力學(xué)中用一些原子間勢能的平均數(shù)學(xué)模型引入量子效應(yīng)。在經(jīng)典多體動力學(xué)內(nèi)加入原子間勢能提供了納米結(jié)構(gòu)和原子尺寸決定性的力學(xué)模型。數(shù)據(jù)方法求解這些模型稱為分子動力學(xué)（MD），有時稱為分子力學(xué)。非決定性數(shù)字近似包括蒙特卡羅，動力蒙卡羅和其它方法?，F(xiàn)代的數(shù)字工具也包括交叉通用近似，允許同時和連續(xù)利用原子尺寸的模型。發(fā)展這些復(fù)雜的模型是另一應(yīng)用力學(xué)的研究課題。福建表面微納米力學(xué)測試實驗室