2005 年，中國科學院上海硅酸鹽研究所的曾華榮研究員在國內率先單獨開發出定頻成像模式的AFAM，但不能測量模量。隨后，同濟大學、北京工業大學等單位也對這種成像模式進行了研究。2011 年初，我們研究組將雙頻共振追蹤技術用于AFAM，實現了快速的納米模量成像(一幅256×256 像素的圖像只需1~2min)，并對其準確度和靈敏度進行了系統研究。較近幾年，AFAM 引起了越來越多國內外學者的關注。然而，相對于其他AFM 模式，AFAM 的測量原理涉及梁振動力學和接觸力學，初學者不容易掌握。納米力學測試的結果可以為新材料的設計和應用提供重要參考。核工業納米力學測試方法

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。海南工業納米力學測試廠家納米力學測試還可以揭示納米材料的表面特性和表面反應動力學。

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。

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。納米力學測試還可以用于研究納米結構材料的斷裂行為和變形機制。

金屬玻璃納米線的熱機械蠕變測試，金屬玻璃由于其獨特的力學性能，如高彈性極限和高斷裂韌性，而受到越來越多的關注。而且，其寬的過冷液態區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械行為是至關重要的。右圖顯示了針對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之間。在進行蠕變測試時（施加固定拉伸力來測量樣品的形變量），納米力學測試采用對納米線通電加熱來控制納米線溫度。這樣可測試納米線在不同溫度下的熱機械蠕變性能。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。海南工業納米力學測試廠家

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。核工業納米力學測試方法

較大壓痕深度1.5 μ m時的試驗結果，其中納米硬度平均值為0.46GPa，而用傳統硬度計算方法得到的硬度平均值為0.580GPa，這說明傳統硬度計算方法在微納米硬度測量時誤差較大，其原因就是在微納米硬度測量時，材料變形的彈性恢復造成殘余壓痕面積較小，傳統方法使得計算結果產生了偏差，不能正確反映材料的硬度值。圖片通過對不同載荷下的納米硬度測量值進行比較發現，單晶鋁的納米硬度值并不是恒定的， 而是在一定范圍內隨著載荷（壓頭位移）的降低而逐漸增大，也就是存在壓痕尺寸效應現象。圖3反映了納米硬度隨壓痕深度的變化。較大壓痕深度1μm時單晶鋁彈性模量與壓痕深度的關系。此外，納米硬度儀還可以輸出接觸剛、實時載荷等隨壓頭位移的變化曲線，試驗者可以從中獲得豐富的信息。核工業納米力學測試方法