用透射電鏡可評估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低,AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進行微納米粒子的研究。實驗需要進行觀察、測量、記錄、分析等多項步驟,電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個實驗過程,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。納米力學測試可以用于評估納米材料的耐久性和壽命,為產(chǎn)品的設(shè)計和使用提供參考依據(jù)。上海納米力學測試設(shè)備
德國:T.Gddenhenrich等研制了電容式位移控制微懸臂原子力顯微鏡。在PTB進行了一系列稱為1nm級尺寸精度的計劃項目,這些研究包括:①.提高直線和角度位移的計量;②.研究高分辨率檢測與表面和微結(jié)構(gòu)之間的物理相互作用,從而給出微形貌、形狀和尺寸的測量。已完成亞納米級的一維位移和微形貌的測量。中國計量科學研究院研制了用于研究多種微位移測量方法標準的高精度微位移差拍激光干涉儀。中國計量科學研究院、清華大學等研制了用于大范圍納米測量的差拍法―珀干涉儀,其分辨率為0.3nm,測量范圍±1.1μm,總不確定度優(yōu)于3.5nm。中國計量學院朱若谷提出了一種能補償環(huán)境影響、插入光纖傳光介質(zhì)的補償式光纖雙法布里―珀羅微位移測量系統(tǒng),適合于納米級微位移測量,可用于檢定其它高精度位移傳感器、幾何量計量等。重慶電線電纜納米力學測試方法納米力學測試可以應(yīng)用于納米材料的研究和開發(fā),以及納米器件的設(shè)計和制造。
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(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學材料的發(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(nèi)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(zhì)的空間分布。
國內(nèi)的江西省科學院、清華大學、南昌大學等采用掃描探針顯微鏡系列,如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等,對高精度納米和亞納米量級的光學超光滑表面的粗糙度和微輪廓進行測量研究。天津大學劉安偉等在量子隧道效應(yīng)的基礎(chǔ)上,建立了適用于平坦表面的掃描隧道顯微鏡微輪廓測量的數(shù)學模型,仿真結(jié)果較好地反映了掃描隧道顯微鏡對樣品表面輪廓的測量過程。清華大學李達成等研制成功在線測量超光滑表面粗糙度的激光外差干涉儀,該儀器以穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器作為光源,共光路設(shè)計提高了抗外界環(huán)境干擾的能力,其縱向和橫向分辨率分別為0.39nm和0.73μm。李巖等提出了一種基于頻率分裂激光器光強差法的納米測量原理。納米力學測試技術(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。
納米壓痕儀的應(yīng)用,納米壓痕儀可適用于有機或無機、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測分析,包括PVD、CVD、PECVD薄膜,感光薄膜,彩繪釉漆,光學薄膜,微電子鍍膜,保護性薄膜,裝飾性薄膜等等。基體可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料,包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機材料等。半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads);存儲材料(磁盤的保護層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護層);光學組件(接觸鏡頭、光纖、光學刮擦保護層);金屬蒸鍍層;防磨損涂層(TiN, TiC, DLC, 切割工具);藥理學(藥片、植入材料、生物組織);工程學(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,為納米材料的設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。上海納米力學測試設(shè)備
納米力學測試的結(jié)果對于預(yù)測納米材料在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價值。上海納米力學測試設(shè)備
納米科學與技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一門前沿和交叉學科,納米力學作為其中的一個分支,對其他分支學科如納米材料學、物理學、生物醫(yī)學等都有著重要的支撐作用。下面簡要介紹一下目前應(yīng)用較普遍的兩類微納米力學測試方法:納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學測試方法。納米壓痕是20 世紀90 年代初期快速發(fā)展起來的一種微納米力學測試方法,是研究微納米尺度材料力學性能的重要方法之一,在科研和工業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。納米壓痕的壓入深度在一般在納米量級,遠小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級。限于光學顯微鏡的分辨率,無法直接對納米壓痕的尺寸進行精確測量。上海納米力學測試設(shè)備