納米壓痕法:納米壓痕硬度法是一類測(cè)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(cè)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(cè)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(shí)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(cè)量。通過納米力學(xué)測(cè)試,我們可以評(píng)估納米材料在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐久性。廣東紡織納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)
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(lái)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(lái)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(lái)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。重慶紡織納米力學(xué)測(cè)試哪家好納米力學(xué)測(cè)試對(duì)于理解納米材料在極端條件下的力學(xué)行為具有重要意義,如高溫、高壓等。
有限元數(shù)值分析方面,Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測(cè)量了鈮薄膜的壓入模量,并進(jìn)行了對(duì)比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響,給出了一種將實(shí)驗(yàn)測(cè)試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合,確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實(shí)際情況中的多種影響因素,精度相對(duì)較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測(cè)試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測(cè)探針接觸共振頻率變化對(duì)針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測(cè)量的方法。
原位納米片取樣和力學(xué)測(cè)試技術(shù),原位納米片取樣和力學(xué)測(cè)試技術(shù)是一種新興的納米尺度力學(xué)測(cè)試方法,其基本原理是利用優(yōu)化的離子束打造方法,在含有待測(cè)塑料表面的納米區(qū)域內(nèi)制備出超薄的平面固體材料,再對(duì)其進(jìn)行拉伸、扭曲等力學(xué)測(cè)試。相比于傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)等方法,原位納米片取樣技術(shù)具有更優(yōu)的尺寸控制和納米量級(jí)精度,可以為納米尺度力學(xué)測(cè)試提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。總之,原位納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)的研究及應(yīng)用是未來(lái)納米材料科學(xué)發(fā)展的重要方向之一,將為納米材料的設(shè)計(jì)、開發(fā)以及工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域的發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí),需要選擇合適的測(cè)試方法和參數(shù),以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
在AFAM 測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)方面,Hurley 等開發(fā)了一套基于快速數(shù)字信號(hào)處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統(tǒng)。這一測(cè)試系統(tǒng)可以根據(jù)上一像素點(diǎn)的接觸共振頻率自動(dòng)調(diào)整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開發(fā)出一套稱為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測(cè)試系統(tǒng),可以同時(shí)對(duì)探針兩階模態(tài)的接觸共振頻率和品質(zhì)因子進(jìn)行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開發(fā)了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應(yīng)用于AFAM 定量化成像中,可以同時(shí)獲得探針的共振頻率和品質(zhì)因子。日本的Yamanaka 等利用PLL(phase locked loop) 電路實(shí)現(xiàn)了UAFM 接觸共振頻率追蹤。納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)為納米材料在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。重慶紡織納米力學(xué)測(cè)試哪家好
納米力學(xué)測(cè)試可以解決納米材料在高溫、低溫和高壓等極端環(huán)境下的力學(xué)問題,提高納米材料的穩(wěn)定性和可靠性。廣東紡織納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)
中國(guó)計(jì)量學(xué)院朱若谷、浙江大學(xué)陳本永等提出了一種通過測(cè)量雙法布里一boluo干涉儀透射光強(qiáng)基波幅值差或基波等幅值過零時(shí)間間隔的方法進(jìn)行納米測(cè)量的理論基礎(chǔ),給出了檢測(cè)掃描探針振幅變化的新方法。中國(guó)科學(xué)院北京電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室成功研制了一臺(tái)使用光學(xué)偏轉(zhuǎn)法檢測(cè)的原子力顯微鏡,通過對(duì)云母、光柵、光盤等樣品的觀測(cè)證明該儀器達(dá)到原子分辨率,較大掃描范圍可達(dá)7μm×7μm。浙江大學(xué)卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀,解決了對(duì)球形表面微觀輪廓進(jìn)行亞納米級(jí)的非接觸精密測(cè)量問題,該系統(tǒng)具有0.1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。廣東紡織納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)