浙江納米力學(xué)動態(tài)測試

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。納米力學(xué)測試的前沿研究方向包括多功能材料力學(xué)、納米結(jié)構(gòu)動力學(xué)等領(lǐng)域。浙江納米力學(xué)動態(tài)測試

力—距離曲線測試分為準(zhǔn)靜態(tài)模式和動態(tài)模式，實際應(yīng)用中采用較多的是準(zhǔn)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(xué)性能及黏附的信息。利用接觸力學(xué)模型對力—距離曲線進(jìn)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(xué)性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應(yīng)用于聚合物材料和生物材料的納米力學(xué)性能測試，很多研究者利用此方法獲得了細(xì)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(nèi)力學(xué)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(xì)胞力學(xué)性能(模量) 的分布。四川原位納米力學(xué)測試收費標(biāo)準(zhǔn)碳納米管、石墨烯等納米材料，因獨特力學(xué)性能，備受關(guān)注。

應(yīng)用舉例：納米纖維拉伸測試，納米力學(xué)測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學(xué)分析較常見的方法。用Pt-EBID將納米纖維兩端分別固定在FT-S微力傳感探針和樣品架上，拉伸直至斷裂。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線計算得到混合納米纖維的平均屈服/極限拉伸強(qiáng)度為375MPa/706Mpa，金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強(qiáng)度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進(jìn)行各種機(jī)械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進(jìn)行納米機(jī)器人制樣和力學(xué)測試。并且由于納米纖維軸向形變（延長）小，高位移分辨率和優(yōu)異的位置穩(wěn)定性（位置漂移小）對于精確一定測量是至關(guān)重要的。

特點：能同時實現(xiàn)SEM/FIB高分辨成像和納米力學(xué)性能測試，力學(xué)測量范圍0.5nN-200mN(9個數(shù)量級)，位移測量范圍0.05nm-21mm(9個數(shù)量級)，五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)閉環(huán)控制保證樣品和微力傳感探針的精確對準(zhǔn)，能在SEM/FIB較佳工作距離下實現(xiàn)高分辨成像(可達(dá)4mm)以及FIB切割和沉積，五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)位移記錄器實現(xiàn)樣品臺上多樣品的自動測試和掃描，導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng)，能夠通過力和位移兩種控制模式實現(xiàn)各種力學(xué)測試,例如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、循環(huán)和斷裂測試等，電性能測試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)和電學(xué)性能同步測試(樣品座配備6個電極)導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng)，實現(xiàn)力學(xué)性能測試與其他SEM/FIB原位分析手段聯(lián)用,如EDX、EBSD、離子束沉積和切割，兼容于SEM本身的樣品臺,安裝和卸載快捷方便。納米力學(xué)測試可以用于研究納米材料的界面行為和相互作用，為納米材料的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行原位、直接而準(zhǔn)確測量的納米機(jī)器人系統(tǒng)。測試原理是通過微力傳感探針對微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時采用位移記錄器來測量該結(jié)構(gòu)的形變。從測得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測試。同時,其配備的導(dǎo)電樣品測試平臺可以對微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行同步測試。納米力學(xué)測試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，助力研究細(xì)胞力學(xué)行為，揭示疾病發(fā)生機(jī)制。湖南核工業(yè)納米力學(xué)測試參考價

納米機(jī)器人研發(fā)中，力學(xué)性能測試至關(guān)重要，以確保其在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定性。浙江納米力學(xué)動態(tài)測試

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(jìn)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(xué)的Chetwynd博士利用X光干涉儀對長度標(biāo)準(zhǔn)用的波長進(jìn)行細(xì)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(shè)計了一套納米定位裝置，它通過壓電驅(qū)動元件和電容位置傳感器相結(jié)合的控制裝置達(dá)到納米級的分辨率和定位精度。浙江納米力學(xué)動態(tài)測試