納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對(duì)微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行原位、直接而準(zhǔn)確測(cè)量的納米機(jī)器人系統(tǒng)。測(cè)試原理是通過微力傳感探針對(duì)微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時(shí)采用位移記錄器來測(cè)量該結(jié)構(gòu)的形變。從測(cè)得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實(shí)現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測(cè)試。同時(shí),其配備的導(dǎo)電樣品測(cè)試平臺(tái)可以對(duì)微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行同步測(cè)試。碳納米管、石墨烯等納米材料，因獨(dú)特力學(xué)性能，備受關(guān)注。陜西材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試

本文中主要對(duì)當(dāng)今幾種主要材料納觀力學(xué)與納米材料力學(xué)特性測(cè)試方法:納米硬度技術(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進(jìn)行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機(jī)電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統(tǒng)的硬度測(cè)量已無法滿足新材料研究的需要，于是納米硬度技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。納米硬度計(jì)是納米硬度測(cè)量的主要儀器，它是一種檢測(cè)材料微小體積內(nèi)力學(xué)性能的測(cè)試儀器，包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式。由于壓痕或劃痕深度一般控制在微米甚至納米尺度，因此該類儀器已成為電子薄膜、涂層、材料表面及其改性的力學(xué)性能檢測(cè)的理想手段。它不需要將表層從基體上剝離，便可直接給出材料表層力學(xué)性質(zhì)的空間分布。陜西材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試面向未來，納米力學(xué)測(cè)試將繼續(xù)拓展人類對(duì)微觀世界的認(rèn)知邊界。

與傳統(tǒng)硬度計(jì)算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據(jù) “接觸深度” hc(nm) 計(jì)算得到的。具體關(guān)系式需通過試驗(yàn)來確定，根據(jù)壓頭形狀的不同，一般采用多項(xiàng)式擬合的方法，比如針對(duì)三角錐形壓頭，其擬合結(jié)果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計(jì)算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關(guān)的常數(shù)，對(duì)于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過對(duì)載荷-位移曲線的卸載部分進(jìn)行擬合，再對(duì)擬合函數(shù)求導(dǎo)得出，即，式中Q 為擬合函數(shù)。這樣通過試驗(yàn)得到載荷-位移曲線，測(cè)量和計(jì)算試驗(yàn)過程中的載荷 P、壓痕深度h和卸載曲線初期的斜率S，就可以得到樣品的硬度值。該技術(shù)通過記錄連續(xù)的載荷-位移、加卸載曲線，可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應(yīng)力等指標(biāo)，它克服了傳統(tǒng)壓痕測(cè)量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質(zhì)等缺陷，同時(shí)也提高了硬度的檢測(cè)精度，使得邊加載邊測(cè)量成為可能，為檢測(cè)過程的自動(dòng)化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。

金屬玻璃納米線的熱機(jī)械蠕變測(cè)試，金屬玻璃由于其獨(dú)特的力學(xué)性能，如高彈性極限和高斷裂韌性，而受到越來越多的關(guān)注。而且，其寬的過冷液態(tài)區(qū)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(jī)械行為是至關(guān)重要的。右圖顯示了針對(duì)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(tái)之間。在進(jìn)行蠕變測(cè)試時(shí)（施加固定拉伸力來測(cè)量樣品的形變量），納米力學(xué)測(cè)試采用對(duì)納米線通電加熱來控制納米線溫度。這樣可測(cè)試納米線在不同溫度下的熱機(jī)械蠕變性能。納米力學(xué)測(cè)試可以應(yīng)用于納米材料的力學(xué)模擬和仿真，加速納米材料的研發(fā)和應(yīng)用過程。

樣品制備，納米力學(xué)測(cè)試納米纖維的拉伸測(cè)試前需要復(fù)雜的樣品制備過程，因此FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試具備微納操作的功能，納米力學(xué)測(cè)試?yán)昧鞲形㈣嚮蛘呶⒘鞲衅骺梢詫?duì)單根納米纖維進(jìn)行五個(gè)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(dǎo)沉積（EBID）對(duì)樣品進(jìn)行固定。納米力學(xué)測(cè)試這種結(jié)合了電-機(jī)械測(cè)量和納米加工的技術(shù)為大多數(shù)納米力學(xué)測(cè)試應(yīng)用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成，得益于FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)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(tái)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(xué)測(cè)試的獨(dú)特設(shè)計(jì)（無基座、開放式），納米力學(xué)測(cè)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(shù)兼容。納米力學(xué)測(cè)試助力新能源材料研發(fā)，提高能量轉(zhuǎn)換效率。重慶表面微納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)

通過納米力學(xué)測(cè)試，我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時(shí)的變形和破壞機(jī)制。陜西材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米尺度材料的研究變得越來越重要。納米尺度材料具有獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)，與傳統(tǒng)材料相比有著許多不同之處。為了深入了解和研究納米尺度材料的力學(xué)性質(zhì)，科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種先進(jìn)的測(cè)試方法。在本文中，我將分享一些納米尺度下常用的材料力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法，研究人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的方法來進(jìn)行材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試與研究。納米尺度下力學(xué)性質(zhì)的研究對(duì)于深入了解材料的力學(xué)行為、提高材料性能以及開發(fā)新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠?qū)ο嚓P(guān)研究和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)和幫助。陜西材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試