用戶可設計自定義的測試程序和測試模式:①FT-NTP納米力學測試平臺,是一個5軸納米機器人系統,能夠在絕大部分全尺寸的SEM中對微納米結構進行精確的納米力學測試。②FT-nMSC模塊化系統控制器,其連接納米力學測試平臺,同步采集力和位移數據。其較大特點是該控制器提供硬。件級別的傳感器保護模式,防止微力傳感探針和微鑷子的力學過載。③FT-nHCM手動控制模塊,其配置的兩個操控桿方便手動控制納米力學測試平臺。④帶接線口的SEM法蘭,實現模塊化系統控制器和納米力學測試平臺的通訊。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。廣西工業納米力學測試系統
AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進行測試,基于對探針的動力學特性以及針尖樣品之間的接觸力學行為分析,可以通過對探針接觸共振頻率、品質因子、振幅、相位等響應信息的測量,實現被測樣品力學性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征,還可以測量樣品表面或亞表面的納米力學特性。AFAM 屬于近場聲學成像技術,它克服了傳統聲學成像中聲波半波長對成像分辨率的限制,其分辨率取決于探針針尖與測試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm),且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛),因此AFAM 的空間分辨率極高,其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以達到納米量級。與納米壓痕技術相比,AFAM 在分辨率方面具有明顯的優勢,通常認為其測試過程是無損的。此外,AFAM 在成像質量和速度方面均明顯優于納米壓痕。目前,AFAM 已經普遍應用于納米復合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統等各種先進材料領域。廣西工業納米力學測試系統利用納米力學測試,研究人員可揭示材料內部缺陷、應力分布等關鍵信息。
中國計量學院朱若谷、浙江大學陳本永等提出了一種通過測量雙法布里一boluo干涉儀透射光強基波幅值差或基波等幅值過零時間間隔的方法進行納米測量的理論基礎,給出了檢測掃描探針振幅變化的新方法。中國科學院北京電子顯微鏡實驗室成功研制了一臺使用光學偏轉法檢測的原子力顯微鏡,通過對云母、光柵、光盤等樣品的觀測證明該儀器達到原子分辨率,較大掃描范圍可達7μm×7μm。浙江大學卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀,解決了對球形表面微觀輪廓進行亞納米級的非接觸精密測量問題,該系統具有0.1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。
本文中主要對當今幾種主要材料納觀力學與納米材料力學特性測試方法:納米硬度技術、納米云紋技術、掃描力顯微鏡技術等進行概述。納米硬度技術。隨著現代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統、生物和醫學材料的發展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統的硬度測量已無法滿足新材料研究的需要,于是納米硬度技術應運而生。納米硬度計是納米硬度測量的主要儀器,它是一種檢測材料微小體積內力學性能的測試儀器,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性能檢測的理想手段。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性質的空間分布。納米力學測試可以揭示納米材料在受力過程中的微觀結構變化和能量耗散機制。
縱觀納米測量技術發展的歷程,它的研究主要向兩個方向發展:一是在傳統的測量方法基礎上,應用先進的測試儀器解決應用物理和微細加工中的納米測量問題,分析各種測試技術,提出改進的措施或新的測試方法;二是發展建立在新概念基礎上的測量技術,利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應用于測量系統中,它將成為未來納米測量的發展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發展。建立相應的納米測量環境一直是實現納米測量亟待解決的問題之一,而且在不同的測量方法中需要的納米測量環境也是不同的。納米力學測試對于理解納米材料在極端條件下的力學行為具有重要意義,如高溫、高壓等。廣東核工業納米力學測試
測試設置需精確控制實驗條件,以消除外部干擾,確保實驗結果的準確性。廣西工業納米力學測試系統
納米壓痕儀簡介,近年來,國內外研究人員以納米壓痕技術為基礎,開發出多種納米壓痕儀,并實現了商品化,為材料的納米力學性能檢測提供了高效、便捷的手段。圖片納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測試,測試結果通過力與壓入深度的曲線計算得出,無需通過顯微鏡觀察壓痕面積。納米壓痕儀的基本組成可以分為控制系統、 移動線圈系統、加載系統及壓頭等幾個部分。壓頭一般使用金剛石壓頭,分為三角錐或四棱錐等類型。試驗時,首先輸入初始參數,之后的檢測過程則完全由微機自動控制,通過改變移動線圈系統中的電流,可以操縱加載系統和壓頭的動作,壓頭壓入載荷的測量和控制通過應變儀來完成,同時應變儀還將信號反饋到移動線圈系統以實現閉環控制,從而按照輸入參數的設置完成試驗。廣西工業納米力學測試系統