湖南高精度納米力學(xué)測試設(shè)備

當(dāng)前納米力學(xué)主要應(yīng)用的測試手段是納米壓痕和基于原子力顯微鏡(AFM) 的力—距離曲線方法，實(shí)際上還有另外一種基于AFM 的納米力學(xué)測試方法——掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)。AFAM具有分辨率高、成像速度快、相對誤差低、力學(xué)性能敏感度高等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前AFAM 的應(yīng)用還不夠普遍，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者對AFAM 了解和使用的還不多。為此，我們在前期研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過整理和凝練，形成了這部專著，目的是推動(dòng)AFAM這種新型納米力學(xué)測量方法在國內(nèi)的普遍應(yīng)用。碳納米管、石墨烯等納米材料，因獨(dú)特力學(xué)性能，備受關(guān)注。湖南高精度納米力學(xué)測試設(shè)備

借助電子顯微鏡(EM)的原位納米力學(xué)測試法，利用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡(TEM)的高分辨率成像，在EM 真空腔內(nèi)進(jìn)行原位納米力學(xué)測試，根據(jù)納米試樣在EM真空腔中加載方式不同分為諧振法和拉伸法。原位測試法的較大優(yōu)點(diǎn)是能夠在 SEM 中實(shí)時(shí)觀測試樣的失效引發(fā)過程，甚至能夠用 TEM 對缺陷成核和擴(kuò)展情況進(jìn)行原子級(jí)分辨率的實(shí)時(shí)觀測;缺點(diǎn)是需在 EM 真空腔內(nèi)對納米試樣施加載荷，限制了其加載環(huán)境，并且加載力的檢測還需其他裝置才能完成。深圳工業(yè)納米力學(xué)測試參考價(jià)納米力學(xué)測試還可以評(píng)估材料在高溫、低溫等極端環(huán)境下的性能表現(xiàn)。

借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學(xué)測試法，利用原子力顯微鏡探針的納米操縱能力對一維納米材料施加彎曲或拉伸載荷。施加彎曲載荷時(shí)，原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結(jié)構(gòu)高自山端國雙固支結(jié)構(gòu)的中心位置,彎曲撓度和載荷通過原子力顯微鏡探針懸曾梁的位移和懸臂梁的剛度獲取，依據(jù)連續(xù)力學(xué)理論，由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能參數(shù)。這種方法加載機(jī)理簡單,相對拉伸法容易操作，缺點(diǎn)是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測納米試樣相比較大,撓度較大時(shí)探針的滑動(dòng)以及試樣中心位置的對準(zhǔn)精度嚴(yán)重影響測試精度3、借助微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的片上納米力學(xué)測試法基于 MEMS 的片上納米力學(xué)測試法采用 MEMS 微加工工藝將微驅(qū)動(dòng)單元、微傳感單元或試樣集成在同一芯片上，通過微驅(qū)動(dòng)單元對試樣施加載荷，微位移與微力檢測單元檢測試樣變形與加載力，進(jìn)面獲取試樣的力學(xué)性能。

納米劃痕法，納米劃痕硬度計(jì)主要是通過測量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過程，進(jìn)而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案 納米劃痕計(jì)和壓痕計(jì)，合二為一即劃痕計(jì)的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計(jì)提供，同時(shí)記錄勻速移動(dòng)的試樣臺(tái)的位移，使壓頭沿試樣表面進(jìn)行刻劃，切向力由壓桿上的兩個(gè)相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計(jì)和壓痕計(jì)相互單獨(dú)。納米劃痕硬度計(jì)，不只可以研究材料的摩擦磨損行為，還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對刻劃材料來說，不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù)，而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實(shí)際摩擦也是十分重要的。目前，該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測。納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展為納米材料在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更多可能性。

較大壓痕深度1.5 μ m時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果，其中納米硬度平均值為0.46GPa，而用傳統(tǒng)硬度計(jì)算方法得到的硬度平均值為0.580GPa，這說明傳統(tǒng)硬度計(jì)算方法在微納米硬度測量時(shí)誤差較大，其原因就是在微納米硬度測量時(shí)，材料變形的彈性恢復(fù)造成殘余壓痕面積較小，傳統(tǒng)方法使得計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生了偏差，不能正確反映材料的硬度值。圖片通過對不同載荷下的納米硬度測量值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，單晶鋁的納米硬度值并不是恒定的， 而是在一定范圍內(nèi)隨著載荷（壓頭位移）的降低而逐漸增大，也就是存在壓痕尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。圖3反映了納米硬度隨壓痕深度的變化。較大壓痕深度1μm時(shí)單晶鋁彈性模量與壓痕深度的關(guān)系。此外，納米硬度儀還可以輸出接觸剛、實(shí)時(shí)載荷等隨壓頭位移的變化曲線，試驗(yàn)者可以從中獲得豐富的信息?？鐚W(xué)科合作，推動(dòng)納米力學(xué)測試技術(shù)不斷創(chuàng)新，滿足多領(lǐng)域需求。廣東原位納米力學(xué)測試廠家

納米力學(xué)測試是一種通過納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)來研究材料特性的方法。湖南高精度納米力學(xué)測試設(shè)備

納米力學(xué)測試儀，納米力學(xué)測試儀是用于測量納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的專屬設(shè)備。納米力學(xué)測試儀可以進(jìn)行納米級(jí)別的壓痕測試、拉伸測試和扭曲測試等。它通常配備有納米壓痕儀、納米拉曼光譜儀等附件，可以實(shí)現(xiàn)多種力學(xué)性質(zhì)的測試。納米力學(xué)測試儀的使用需要在納米級(jí)別下進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，并確保測試精度和重復(fù)性。它普遍應(yīng)用于納米材料的強(qiáng)度研究、納米薄膜的力學(xué)性質(zhì)測試及納米器件的力學(xué)性能等方面。綜上所述，納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測試方法多種多樣，每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和適用范圍。湖南高精度納米力學(xué)測試設(shè)備