納米纖維已經展現出各種有趣的特性,除了高比表面積-體積比,納米纖維相比于塊狀材料,沿主軸方向有更突出的力學特性。因此納米纖維在復合材料、纖維、支架(組織工程學)、藥物輸送、創傷敷料或紡織業等領域是一種非常有應用前景的材料。納米纖維機械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強度、韌性)的定量表征對理解其在目標應用中的性能非常重要,而測量這些參數需要高度專業畫的儀器,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測量非常小的變形;在測量的時間量程(例如100 s)內在納米級的位移下保持高度穩定的測量系統;以亞納米分辨率測量微小力;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機械測試儀器上。納米力學測試對于材料科學研究至關重要,能夠精確測量納米尺度下的力學性質。北京納米力學測試技術
樣品制備,納米力學測試納米纖維的拉伸測試前需要復雜的樣品制備過程,因此FT-NMT03納米力學測試具備微納操作的功能,納米力學測試利用力傳感微鑷或者微力傳感器可以對單根納米纖維進行五個自由度的拾取-放置操作(閉環)。可以使用聚焦離子束(FIB)沉積或電子束誘導沉積(EBID)對樣品進行固定。納米力學測試這種結合了電-機械測量和納米加工的技術為大多數納米力學測試應用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成,得益于FT-NMT03納米力學測試系統的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統可以與市面上絕大多數的全尺寸SEM/FIB結合使用,在樣品臺上安裝和拆卸該系統十分簡便,只需幾分鐘。此外,由于FT-NMT03納米力學測試的獨特設計(無基座、開放式),納米力學測試體系統可以和電子背向散射衍射儀(EBSD)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)技術兼容。湖南化工納米力學測試廠家納米力學測試的結果可以為納米材料的安全性和可靠性評估提供重要依據。
在AFAM 測試系統開發方面,Hurley 等開發了一套基于快速數字信號處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統。這一測試系統可以根據上一像素點的接觸共振頻率自動調整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開發出一套稱為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測試系統,可以同時對探針兩階模態的接觸共振頻率和品質因子進行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開發了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應用于AFAM 定量化成像中,可以同時獲得探針的共振頻率和品質因子。日本的Yamanaka 等利用PLL(phase locked loop) 電路實現了UAFM 接觸共振頻率追蹤。
原位納米力學測試系統是一種用于材料科學領域的儀器,于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元:(1)可實現70nN~30mN不同加載載荷,載荷分辨率為3nN;(2)位移分辨率:0.006nm,較小位移:0.2nm,較大位移:5um;(3)室溫熱漂移:0.05nm/s;(4)更換壓頭時間:60s。能夠實現薄膜或其他金屬或非金屬材料的壓痕、劃痕、摩擦磨損、微彎曲、高溫測試及微彎曲、NanoDMA、模量成像等功能。力學測試芯片大小只為幾平方毫米,亦可放置在電子顯微鏡真空腔中進行原位實時檢測。通過納米力學測試,我們可以評估納米材料在極端環境下的穩定性和耐久性。
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。在進行納米力學測試時,需要注意避免外界干擾和噪聲對測試結果的影響。湖南化工納米力學測試廠家
納米力學測試技術的發展推動了納米材料和納米器件的性能優化。北京納米力學測試技術
納米拉曼光譜法,納米拉曼光譜法是一種非常有用的測試方法,可以用來研究材料的力學性質。該方法利用激光對材料進行激發,通過測量材料產生的拉曼散射光譜來獲得材料的力學信息。納米拉曼光譜法可以提供關于材料中分子振動的信息,從而揭示材料的化學成分和晶格結構。利用納米拉曼光譜法可以研究材料的應力分布、材料的強度以及材料在納米尺度下的變形行為等。納米拉曼光譜法具有非接觸、高靈敏度和高分辨率的特點,適用于研究納米尺度材料力學性質的表征。北京納米力學測試技術