納米力學(xué)測試技術(shù)

FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)可以配合SEM/FIB原位精確直接地測量納米纖維的力學(xué)特性。微力傳感器加載微力，納米力學(xué)測試結(jié)合高分辨位置編碼器可以對納米纖維進(jìn)行拉伸、循環(huán)、蠕變、斷裂等形變測試。力-形變（應(yīng)力-應(yīng)變）曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外，納米力學(xué)測試結(jié)合樣品架電連接，可以定量表征電-機械性質(zhì)。位置穩(wěn)定性，納米力學(xué)測試對于納米纖維的精確拉伸測試，納米力學(xué)測試系統(tǒng)的位移是測試不穩(wěn)定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)位移的統(tǒng)計學(xué)評價，從中可以找到每一個測試間隔內(nèi)位移導(dǎo)致的不確定性，例如100s內(nèi)為450pm，意思是65%（或95%）的概率，納米力學(xué)測試系統(tǒng)在100s的時間間隔內(nèi)的位移穩(wěn)定性小于±450pm（或±900pm）。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)測試技術(shù)

譜學(xué)技術(shù)微納米材料的化學(xué)成分分析主要依賴于各種譜學(xué)技術(shù),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(shè)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(shù)，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(tuán)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(guān)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。納米力學(xué)測試技術(shù)納米力學(xué)測試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行，以保證測試的準(zhǔn)確性。

目前微納米力學(xué)性能測試方法的發(fā)展趨勢主要向快速定量化以及動態(tài)模式發(fā)展，測試對象也越來越多地涉及軟物質(zhì)、生物材料等之前較難測試的樣品。另外，納米力學(xué)測試方法的標(biāo)準(zhǔn)化也在逐步推進(jìn)。建立標(biāo)準(zhǔn)化的納米力學(xué)測試方法標(biāo)志著相關(guān)測試方法的逐漸成熟，對納米科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展也具有重要的推動作用。絕大多數(shù)的納米力學(xué)測試都需要復(fù)雜的樣品制備過程。為了使樣品制備簡單化和人性化,FT-NMT03采用能夠感知力的微鑷子和不同形狀的微力傳感探針針尖來實現(xiàn)對微納結(jié)構(gòu)的精確提取、轉(zhuǎn)移直至將其固定在測試平臺上?？偠灾?集中納米操作以及力學(xué)-電學(xué)性能同步測試功能于一體的FT-NMT03能夠滿足幾乎所有的納米力學(xué)測試需求。

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(jìn)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(jìn)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)。在納米尺度上，材料的力學(xué)性質(zhì)往往與其宏觀尺度下的性質(zhì)有明顯不同，因此納米力學(xué)測試具有重要意義。

納米壓痕法：納米壓痕硬度法是一類測量材料表面力學(xué)性能 的先進(jìn)技術(shù)。其原理是在加載過程中 試樣表面在壓頭作用下首先發(fā)生彈性變形，隨著載荷的增加試樣開始發(fā)生塑性變形，加載曲線呈非線性，卸載曲線反映被測物體的彈性恢復(fù)過程。通過分析加卸載曲線可以得到材料的硬度和彈性模量等參量。納米壓痕法不只可以測量材料的硬度和彈性模量，還可以根據(jù)壓頭壓縮過程中脆性材料產(chǎn)生的裂紋估算材料的斷裂韌性，根據(jù)材料的位移壓力曲線與時間的相關(guān)性獲悉材料的蠕變特性。除此之外，納米壓痕法還用于納米膜厚度、微結(jié)構(gòu)，如微梁的剛度與撓度等的測量。納米力學(xué)測試能夠揭示材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。深圳工業(yè)納米力學(xué)測試服務(wù)

通過納米力學(xué)測試，我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時的變形和破壞機制。納米力學(xué)測試技術(shù)

AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動來對材料納米尺度的彈性性能進(jìn)行成像或測量。AFAM 于20 世紀(jì)90 年代中期由德國薩爾布呂肯無損檢測研究所的Rabe 博士(女) 首先提出，較初為單點測量模式。2000 年前后，她們采用逐點掃頻的方式實現(xiàn)了模量成像功能，但是成像的速度很慢，一幅128×128 像素的圖像需要大約30min，導(dǎo)致圖像的熱漂移比較嚴(yán)重。2005 年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動，將成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的圖像需要大約25min)。納米力學(xué)測試技術(shù)