納米力學從研究的手段上可分為納觀計算力學和納米實驗力學。納米計算力學包括量子力學計算方法、分子動力學計算和跨層次計算等不同類型的數值模擬方法。納米實驗力學則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學場,即所謂的材料納觀實驗力學;二是對特征尺度為1-100nm之間的微細結構進行的實驗力學研究,即所謂的納米材料實驗力學。納米實驗力學研究有兩種途徑:一是對常規的硬度測試技術、云紋法等宏觀力學測試技術進行改造,使它們能適應納米力學測量的需要;另一類是創造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學測量技術建立新原理、新方法。隨著納米技術的不斷發展,納米力學測試技術也在不斷更新換代,以適應更高精度的測試需求。上海半導體納米力學測試
金屬玻璃納米線的熱機械蠕變測試,金屬玻璃由于其獨特的力學性能,如高彈性極限和高斷裂韌性,而受到越來越多的關注。而且,其寬的過冷液態區間開啟了超塑成形的材料加工工藝。因此定量研究金屬玻璃的熱機械行為是至關重要的。右圖顯示了針對金屬玻璃超塑性性能的研究。金屬玻璃納米線通過Pt基電子束沉積方法固定在FT-S微力傳感探針和樣品臺之間。在進行蠕變測試時(施加固定拉伸力來測量樣品的形變量),納米力學測試采用對納米線通電加熱來控制納米線溫度。這樣可測試納米線在不同溫度下的熱機械蠕變性能。廣東紡織納米力學測試系統納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為,從而改進納米材料的設計和制備工藝。
借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學測試法,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,原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結構高自山端國雙固支結構的中心位置,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,依據連續力學理論,由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強度和韌性等力學性能參數。這種方法加載機理簡單,相對拉伸法容易操作,缺點是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測納米試樣相比較大,撓度較大時探針的滑動以及試樣中心位置的對準精度嚴重影響測試精度3、借助微機電系統(MEMS)技術的片上納米力學測試法基于 MEMS 的片上納米力學測試法采用 MEMS 微加工工藝將微驅動單元、微傳感單元或試樣集成在同一芯片上,通過微驅動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,進面獲取試樣的力學性能。
特點:能同時實現SEM/FIB高分辨成像和納米力學性能測試,力學測量范圍0.5nN-200mN(9個數量級),位移測量范圍0.05nm-21mm(9個數量級),五軸(X,Y,Z,旋轉,傾斜)閉環控制保證樣品和微力傳感探針的精確對準,能在SEM/FIB較佳工作距離下實現高分辨成像(可達4mm)以及FIB切割和沉積,五軸(X,Y,Z,旋轉,傾斜)位移記錄器實現樣品臺上多樣品的自動測試和掃描,導電的微力傳感探針可有效減少荷電效應,能夠通過力和位移兩種控制模式實現各種力學測試,例如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、循環和斷裂測試等,電性能測試模塊能夠實現力學和電學性能同步測試(樣品座配備6個電極)導電的微力傳感探針可有效減少荷電效應,實現力學性能測試與其他SEM/FIB原位分析手段聯用,如EDX、EBSD、離子束沉積和切割,兼容于SEM本身的樣品臺,安裝和卸載快捷方便。納米力學測試是一種用于研究納米尺度材料力學性質的實驗方法。
納米力學測試儀,納米力學測試儀是用于測量納米尺度下材料力學性質的專屬設備。納米力學測試儀可以進行納米級別的壓痕測試、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,可以實現多種力學性質的測試。納米力學測試儀的使用需要在納米級別下進行精細調節,并確保測試精度和重復性。它普遍應用于納米材料的強度研究、納米薄膜的力學性質測試及納米器件的力學性能等方面。綜上所述,納米尺度下材料力學性質的測試方法多種多樣,每種方法都有其獨特的優勢和適用范圍。納米壓痕技術作為一種常見測試方法,可實時監測材料在微觀層面的力學性能。廣東紡織納米力學測試系統
在進行納米力學測試時,需要特別注意樣品的制備和處理過程,以避免引入誤差。上海半導體納米力學測試
納米劃痕法,納米劃痕硬度計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變化過程,進而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設計主要有兩種方案 納米劃痕計和壓痕計,合二為一即劃痕計的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計提供,同時記錄勻速移動的試樣臺的位移,使壓頭沿試樣表面進行刻劃,切向力由壓桿上的兩個相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計和壓痕計相互單獨。納米劃痕硬度計,不只可以研究材料的摩擦磨損行為,還普遍應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,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際摩擦也是十分重要的。目前,該類儀器已普遍應用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質量檢測。上海半導體納米力學測試