納米力學從研究的手段上可分為納觀計算力學和納米實驗力學。納米計算力學包括量子力學計算方法、分子動力學計算和跨層次計算等不同類型的數值模擬方法。納米實驗力學則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學場,即所謂的材料納觀實驗力學;二是對特征尺度為1-100nm之間的微細結構進行的實驗力學研究,即所謂的納米材料實驗力學。納米實驗力學研究有兩種途徑:一是對常規的硬度測試技術、云紋法等宏觀力學測試技術進行改造,使它們能適應納米力學測量的需要;另一類是創造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學測量技術建立新原理、新方法。利用大數據和人工智能技術,優化納米力學測試結果分析,提升研究效率。湖南原位納米力學測試廠商
SFM納米力學測試。在掃描隧道顯微鏡(STM)發明以后,基于STM,人們又陸續發展一系列相似的掃描成像顯微技術,它們包括原子力顯微鏡(AFM)、摩擦力顯微鏡(FFM)、磁力顯微鏡、靜電力顯微等,統稱為掃描力顯微鏡(SFM)。由于這些掃描力顯微鏡成像的工作原理是基于探針與被測樣品之間的原子力、摩擦力、磁力或靜電力,因此,它們自然地成為測量探針與被測樣品之間微觀原子力、摩擦力、磁力或靜電力的有力工具。采用原子力顯微鏡對飽和鐵轉鐵蛋白和脫鐵轉鐵蛋白與轉鐵蛋白抗體之間的相互作用進行研究通過原子力顯微鏡對分子間力的曲線進行探測,比較飽和鐵轉鐵蛋白和脫鐵轉鐵蛋白與抗體之間的作用力的差異。廣東微電子納米力學測試服務發展高精度、高穩定性納米力學測試設備,是當前科研工作的重要任務。
微納米材料力學性能測試系統可移動范圍:250mm x 150mm;步長分辨率:50nm;Encoder 分辨率:500nm;較大移動速率:30mm/S;Z stage。可移動范圍:50mm;步長分辨率:3nm;較大移動速率:1.9mm/S。原位成像掃描范圍。XY 方向:60μm x 60μm;Z 方向:4μm;成像分辨率:256 x 256 像素點;掃描速率:3Hz;壓頭原位的位置控制精度:<+/-10nm;較大樣品尺寸:150mm- 200mm。納米壓痕試驗:測試硬度及彈性模量(包括隨著連續壓入深度的變化獲得硬度和彈性模量的分布)以及斷裂韌性、蠕變、應力釋放等。 納米劃痕試驗:獲得摩擦系數、臨界載荷、膜基結合性質。納米摩擦磨損試驗 :評價抗磨損能力。在壓痕、劃痕、磨損前后的SPM原位掃描探針成像: 獲得微區的形貌組織結構。
納米壓痕技術,納米壓痕技術是一種直接測量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過在納米尺度下施加一個小的壓痕負荷,通過測量壓痕的深度和形狀來推算材料的力學性質。納米壓痕技術一般使用壓痕儀進行測試。在進行納米壓痕測試時,樣品通常需要進行前處理,例如制備平整的表面或進行退火處理。測試過程中,將頂端負載在材料表面上,并控制負載的大小和施加時間。然后,通過測量壓痕的深度和直徑來計算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術普遍應用于納米硬度測試、薄膜力學性質研究等領域。納米力學測試技術的發展離不開多學科交叉融合和創新研究團隊的共同努力。
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。解決方案之一:采用新型納米材料,提高力學性能,拓寬應用范圍。國產納米力學測試市場價格
納米力學測試的前沿研究方向包括多功能材料力學、納米結構動力學等領域。湖南原位納米力學測試廠商
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。湖南原位納米力學測試廠商