海南微納米力學測試方法

納米壓痕技術(shù)也稱深度敏感壓痕技術(shù)（Depth-Sensing Indentation， DSI)，是較簡單的測試材料力學性質(zhì)的方法之一，可以在納米尺度上測量材料的各種力學性質(zhì)，如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、粘彈性或蠕變行為等。納米壓痕理論，納米壓痕試驗中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發(fā)生的是彈性變形，隨著載荷進一步提高，塑性變形開始出現(xiàn)并逐步增大；卸載過程主要是彈性變形恢復的過程，而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷，hmax 為較大位移，hf為卸載后的位移，S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計算仍采用傳統(tǒng)的硬度公式H =P/A。式中，H 為硬度 (GPa)；P 為較大載荷 ( μ N)，即上文中的 P max ；A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 利用納米力學測試，研究人員可揭示材料內(nèi)部缺陷、應(yīng)力分布等關(guān)鍵信息。海南微納米力學測試方法

SFM納米力學測試。在掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)明以后,基于STM,人們又陸續(xù)發(fā)展一系列相似的掃描成像顯微技術(shù),它們包括原子力顯微鏡(AFM)、摩擦力顯微鏡(FFM)、磁力顯微鏡、靜電力顯微等,統(tǒng)稱為掃描力顯微鏡(SFM)。由于這些掃描力顯微鏡成像的工作原理是基于探針與被測樣品之間的原子力、摩擦力、磁力或靜電力,因此,它們自然地成為測量探針與被測樣品之間微觀原子力、摩擦力、磁力或靜電力的有力工具。采用原子力顯微鏡對飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與轉(zhuǎn)鐵蛋白抗體之間的相互作用進行研究通過原子力顯微鏡對分子間力的曲線進行探測,比較飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與抗體之間的作用力的差異。河南新能源納米力學測試納米力學測試在材料設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，能夠提供關(guān)鍵的力學性能參數(shù)。

應(yīng)用舉例：納米纖維拉伸測試，納米力學測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學分析較常見的方法。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/極限拉伸強度為375MPa/706Mpa，金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進行各種機械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進行納米機器人制樣和力學測試。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?。τ诰_一定測量是至關(guān)重要的。

將近場聲學和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學顯微術(shù)是近些年來發(fā)展的納米力學測試方法。掃描探針聲學顯微術(shù)有多種應(yīng)用模式，如超聲力顯微術(shù)(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(shù)(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學力顯微術(shù)(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應(yīng)用模式中，以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應(yīng)用較為普遍，有時也將它們統(tǒng)稱為接觸共振力顯微術(shù)(contact resonance force microscopy，CRFM)。納米力學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)。

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大學的Chetwynd博士利用X光干涉儀對長度標準用的波長進行細分研究，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)合的控制裝置達到納米級的分辨率和定位精度。納米力學測試可以應(yīng)用于納米材料的力學模擬和仿真，加速納米材料的研發(fā)和應(yīng)用過程。貴州微納米力學測試

納米力學測試應(yīng)用于半導體、生物醫(yī)學、能源等多個領(lǐng)域，具有普遍前景。海南微納米力學測試方法

微納米材料力學性能測試系統(tǒng)可移動范圍：250mm x 150mm；步長分辨率：50nm；Encoder 分辨率：500nm；較大移動速率：30mm/S；Z stage?？梢苿臃秶?0mm；步長分辨率：3nm；較大移動速率：1.9mm/S。原位成像掃描范圍。XY 方向：60μm x 60μm；Z 方向：4μm；成像分辨率：256 x 256 像素點；掃描速率：3Hz；壓頭原位的位置控制精度：＜+/-10nm；較大樣品尺寸：150mm- 200mm。納米壓痕試驗：測試硬度及彈性模量（包括隨著連續(xù)壓入深度的變化獲得硬度和彈性模量的分布）以及斷裂韌性、蠕變、應(yīng)力釋放等。 納米劃痕試驗：獲得摩擦系數(shù)、臨界載荷、膜基結(jié)合性質(zhì)。納米摩擦磨損試驗 ：評價抗磨損能力。在壓痕、劃痕、磨損前后的SPM原位掃描探針成像: 獲得微區(qū)的形貌組織結(jié)構(gòu)。海南微納米力學測試方法