四川高校納米力學測試

來源: 發(fā)布時間:2024-11-13

經(jīng)過三十年的發(fā)展,目前科學家在AFM 基礎上實現(xiàn)了多種測量和表征材料不同性能的應用模式。利用原子力顯微鏡,人們實現(xiàn)了對化學反應前后化學鍵變化的成像,研究了化學鍵的角對稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動單個原子所需要施加的作用力。各種不同的應用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個方面的性能?;贏FM 的定量化納米力學測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學顯微術和基于輕敲模式的動態(tài)多頻技術。納米壓痕技術作為一種常見測試方法,可實時監(jiān)測材料在微觀層面的力學性能。四川高校納米力學測試

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納米壓痕試驗舉例,試驗材料取單晶鋁,試驗在美國 MTS 公司生產(chǎn)的 Nano Indenter XP 型納米硬度儀以及美國 Digital Instruments 公司生產(chǎn)的原子力顯微鏡 (AFM) 上進行。首先將試樣放到納米硬度儀上進行壓痕試驗,根據(jù)設置的較大載荷或者壓痕深度的不同,試驗時間從數(shù)十分鐘到若干小時不等,中間過程不需人工干預。試驗結(jié)束后,納米壓痕儀自動計算出試樣的納米硬度值和相關重要性能指標。本試驗中對單晶鋁(110) 面進行檢測,設置壓痕深度為1.5 μ m,共測量三點,較終結(jié)果取三點的平均值。四川高校納米力學測試在進行納米力學測試時,需要選擇合適的測試方法和參數(shù),以確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。

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樣品制備,納米力學測試納米纖維的拉伸測試前需要復雜的樣品制備過程,因此FT-NMT03納米力學測試具備微納操作的功能,納米力學測試利用力傳感微鑷或者微力傳感器可以對單根納米纖維進行五個自由度的拾取-放置操作(閉環(huán))。可以使用聚焦離子束(FIB)沉積或電子束誘導沉積(EBID)對樣品進行固定。納米力學測試這種結(jié)合了電-機械測量和納米加工的技術為大多數(shù)納米力學測試應用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成,得益于FT-NMT03納米力學測試系統(tǒng)的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統(tǒng)可以與市面上絕大多數(shù)的全尺寸SEM/FIB結(jié)合使用,在樣品臺上安裝和拆卸該系統(tǒng)十分簡便,只需幾分鐘。此外,由于FT-NMT03納米力學測試的獨特設計(無基座、開放式),納米力學測試體系統(tǒng)可以和電子背向散射衍射儀(EBSD)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)技術兼容。

原位納米片取樣和力學測試技術,原位納米片取樣和力學測試技術是一種新興的納米尺度力學測試方法,其基本原理是利用優(yōu)化的離子束打造方法,在含有待測塑料表面的納米區(qū)域內(nèi)制備出超薄的平面固體材料,再對其進行拉伸、扭曲等力學測試。相比于傳統(tǒng)的拉伸試驗等方法,原位納米片取樣技術具有更優(yōu)的尺寸控制和納米量級精度,可以為納米尺度力學測試提供更加準確的數(shù)據(jù)??傊?,原位納米力學測量技術的研究及應用是未來納米材料科學發(fā)展的重要方向之一,將為納米材料的設計、開發(fā)以及工業(yè)應用等領域的發(fā)展做出積極貢獻。納米力學測試的結(jié)果對于預測納米材料在實際應用中的表現(xiàn)具有重要參考價值。

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除了采用彎曲振動模式進行測量外,Reinstadtler 等給出了探針扭轉(zhuǎn)振動模式測量側(cè)向接觸剛度的理論基礎。通過同時測量探針微懸臂的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動,Hurley 和Turner提出了一種同時測量各向同性材料楊氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用軟探針的高階模態(tài)進行AFAM 定量化測試的方法,可以使探針施加在樣品上的力減小到10 nN,極大地擴展了這一方法的應用范圍。Killgore 和Hurley提出了一種新的脈沖接觸共振的方法,將接觸共振與脈沖力模式相結(jié)合,不只能測量探針的接觸共振頻率和品質(zhì)因子,還可以測量針尖樣品之間黏附力的大小。利用納米力學測試,可以對納米材料的彈性形變和塑性形變進行精細分析。深圳材料科學納米力學測試廠家

納米力學測試還可以揭示納米材料的表面特性和表面反應動力學。四川高校納米力學測試

譜學技術微納米材料的化學成分分析主要依賴于各種譜學技術,包括紫外-可見光譜紅外光譜、x射線熒光光譜、拉曼光譜、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜等。另有一類譜儀是基于材料受激發(fā)的發(fā)射譜,是專為研究品體缺陷附近的原子排列狀態(tài)而設計的,如核磁共振儀、電子自旋共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮滅等等。熱分析技術,納米材料的熱分析主要是指差熱分析、示差掃描量熱法以及熱重分析。三種方法常常相互結(jié)合,并與其他方法結(jié)合用于研究微納米材料或納米粒子的一些特 征:(1)表面成鍵或非成鍵有機基團或其他物質(zhì)的存在與否、含量多少、熱失重溫度等(2)表面吸附能力的強弱與粒徑的關系(3)升溫過程中粒徑變化(4)升溫過程中的相轉(zhuǎn)變情況及晶化過程。四川高校納米力學測試