與傳統硬度計算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據 “接觸深度” hc(nm) 計算得到的。具體關系式需通過試驗來確定，根據壓頭形狀的不同，一般采用多項式擬合的方法，比如針對三角錐形壓頭，其擬合結果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關的常數，對于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過對載荷-位移曲線的卸載部分進行擬合，再對擬合函數求導得出，即，式中Q 為擬合函數。這樣通過試驗得到載荷-位移曲線，測量和計算試驗過程中的載荷 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。該技術通過記錄連續的載荷-位移、加卸載曲線，可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應力等指標，它克服了傳統壓痕測量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質等缺陷，同時也提高了硬度的檢測精度，使得邊加載邊測量成為可能，為檢測過程的自動化和數字化創造了條件。在納米力學測試中，常用的儀器包括原子力顯微鏡、納米硬度儀等設備。北京空心納米力學測試

當前納米力學主要應用的測試手段是納米壓痕和基于原子力顯微鏡(AFM) 的力—距離曲線方法，實際上還有另外一種基于AFM 的納米力學測試方法——掃描探針聲學顯微術(atomic force acoustic microscopy，AFAM)。AFAM具有分辨率高、成像速度快、相對誤差低、力學性能敏感度高等優點。然而，目前AFAM 的應用還不夠普遍，相關領域的學者對AFAM 了解和使用的還不多。為此，我們在前期研究的基礎上，經過整理和凝練，形成了這部專著，目的是推動AFAM這種新型納米力學測量方法在國內的普遍應用。北京空心納米力學測試通過納米力學測試，可以測量材料的硬度、彈性模量、粘附性等關鍵參數。

納米壓痕獲得的材料信息也比較豐富，既可以通過靜態力學性能測試獲得材料的硬度、彈性模量、斷裂韌性、相變(疇變) 等信息，也可以通過動態力學性能測試獲得被測樣品的存儲模量、損耗模量或損耗因子等。另外，動態納米壓痕技術還可以實現對材料微納米尺度存儲模量和損耗模量的模量成像(modulus mapping)。圖1 是美國Hysitron 公司生產的TI-900 Triboindenter 納米壓痕儀的實物圖。納米壓痕作為一種較通用的微納米力學測試方法，目前仍然有不少研究者致力于對其方法本身的改進和發展。

AFAM 方法較早是由德國佛羅恩霍夫無損檢測研究所Rabe 等在1994 年提出的。1996 年Rabe 等詳細分析了探針自由狀態以及針尖與樣品表面接觸情況下微懸臂的動力學特性，建立了針尖與樣品接觸時共振頻率與接觸剛度之間的定量化關系。之后，他們還給出了考慮針尖與樣品側向接觸、針尖高度及微懸臂傾角影響的微懸臂振動特征方程。他們在這方面的主要工作奠定了AFAM 定量化測試的理論基礎。Reinstaedtler 等利用光學干涉法對探針懸臂梁的振動模態進行了測量。Turner 等采用解析方法和數值方法對比了針尖樣品之間分別存在線性和非線性相互作用時，點質量模型和Euler-Bernoulli 梁模型描述懸臂梁動態特性的異同。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。

納米測量技術是利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，這個技術已成功的應用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。國外于1982年發明并使其發明者Binnig和Rohrer（美國）榮獲1986年物理學諾貝爾獎的掃描隧道顯微鏡（STM）。1986年，Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測量近10－18N的表面力，將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結合，發明了原子力顯微鏡，在空氣中測量，達到橫向精度3n m和垂直方向0．1n m的分辨率。California大學S．Alexander等人利用光杠桿實現的原子力顯微鏡初次獲得了原子級分辨率的表面圖像。在進行納米力學測試時，需要選擇合適的測試方法和參數，以確保測試結果的準確性和可靠性。重慶微納米力學測試供應

納米力學測試可以幫助解決材料在實際使用過程中遇到的損傷和磨損問題。北京空心納米力學測試

微納米材料力學性能測試系統是一種用于機械工程領域的科學儀器，于2008年11月18日啟用。縱向載荷力和位移。載荷力分辨率：3nN（在施加1μN的條件下）；較小載荷接觸力：＜100nN；較大載荷：10mN；位移分辨率：0.0004nm；較小位移：＜0.2nm；較大位移：5μm；熱漂移：＜0.05nm/s（在室溫條件下）。 橫向載荷力和位移。載荷力的分辨率：0.5μN；較小橫向力：＜5μN；較大橫向力：2mN；位移分辨率：3nm；較小位移：＜5nm；較大位移：15μm；熱漂移：＜0.05nm/s（在室溫條件下）。磨損面積范圍：4μm x 4μm 到 60μm x 60μm；磨損速率：≤180μm/s；縱向載荷范圍：100nN – 1mN。X-Y stage。北京空心納米力學測試