FT-NMT03納米力學測試系統可以配合SEM/FIB原位精確直接地測量納米纖維的力學特性。微力傳感器加載微力,納米力學測試結合高分辨位置編碼器可以對納米纖維進行拉伸、循環、蠕變、斷裂等形變測試。力-形變(應力-應變)曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外,納米力學測試結合樣品架電連接,可以定量表征電-機械性質。位置穩定性,納米力學測試對于納米纖維的精確拉伸測試,納米力學測試系統的位移是測試不穩定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學測試系統位移的統計學評價,從中可以找到每一個測試間隔內位移導致的不確定性,例如100s內為450pm,意思是65%(或95%)的概率,納米力學測試系統在100s的時間間隔內的位移穩定性小于±450pm(或±900pm)。納米力學測試通常在真空或者液體環境下進行,以保證測試的準確性。海南表面微納米力學測試應用
力—距離曲線測試分為準靜態模式和動態模式,實際應用中采用較多的是準靜態模式下的力-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性能及黏附的信息。利用接觸力學模型對力—距離曲線進行擬合,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性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應用于聚合物材料和生物材料的納米力學性能測試,很多研究者利用此方法獲得了細胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區域內力學性能的分布,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胞力學性能(模量) 的分布。核工業納米力學測試應用納米力學測試在材料設計和產品開發中發揮著重要作用,能夠提供關鍵的力學性能參數。
將近場聲學和掃描探針顯微術相結合的掃描探針聲學顯微術是近些年來發展的納米力學測試方法。掃描探針聲學顯微術有多種應用模式,如超聲力顯微術(ultrasonic force microscopy,UFM)、原子力聲學顯微術(atomic force acoustic microscopy,AFAM)、超聲原子力顯微術(ultrasonic atomic force microscopy,UAFM),掃描聲學力顯微術(scanning acoustic force microscopy,SAFM)等。在以上幾種應用模式中,以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應用較為普遍,有時也將它們統稱為接觸共振力顯微術(contact resonance force microscopy,CRFM)。
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性質測試方法。它通過在納米尺度下測量材料表面的力與距離之間的關系,來獲得材料的力學性質信息。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性質參數,如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外,AFM還可以進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構。通過納米力學測試,我們可以評估納米材料在極端環境下的穩定性和耐久性。
納米云紋法,云紋法是在20世紀60年代興起的物體表面全場變形的測量技術。從上世紀80年代以來,高頻率光柵制作技術已經日趨成熟。目前高精度云紋干涉法通常使用的高密度光柵頻率已達到600~2400線mm,其測量位移靈敏度比傳統的云紋法高出幾十倍甚至上百倍。近年來云紋法的研究熱點已進入微納尺度的變形測量,并出現與各種高分辨率電鏡技術、掃描探針顯微技術相結合的趨勢。顯微幾何云紋法,在光學顯微鏡下通過調整放大倍數將柵線放大到頻率小于40線/mm,然后利用分辨率高的感光膠片分別記錄變形前后的柵線,兩種柵線干涉后即可獲得材料表面納米級變形的云紋。在進行納米力學測試前,需要對測試樣品進行表面處理和尺寸測量,以確保測試結果的準確性。半導體納米力學測試模塊
摩擦學測試在納米力學領域具有重要地位,為減少能源損耗提供解決方案。海南表面微納米力學測試應用
納米硬度計主要由移動線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運動由移動線圈控制,改變線圈電流的大小即可實現壓頭的軸向位移,帶動壓頭垂直壓向試件表面,在試件表面產生壓力。移動線圈設計的關鍵在于既要滿足較大量程的需要,還必須有很高的分辨率,以實現納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應變儀來實現的。應變儀發出的信號再反饋到移動線圈上.如此可進行閉環控制,以實現限定載荷和壓深痕實驗。整個壓入過程完全由微機自動控制進行。可在線測量位移與相應的載荷,并建立兩者之間的關系壓頭大多為金剛石壓頭,常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical壓頭。海南表面微納米力學測試應用