原位納米壓痕儀的主要功能為:安裝于SEM或者FIB中,可以對金屬材料、陶瓷材料、生物材料及復合材料等各種材料精確施加載荷、檢測形變量。在電鏡下進行壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學性能測試;此外,還可研究材料在動態力、熱等多場耦合條件下結構與性能的關系。ALEMNIS原位納米壓痕儀可與多種分析設備聯用,如掃描電鏡、光學顯微鏡和同步輻射裝置等,并實現多種應用場景。該原位納米壓痕儀是一款能實現本征位移控制模式的壓痕儀。依托于該設備的精巧設計及精細加工,對于不同的應用場景,其均具有靈活性、精確性和可重復性。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。廣州高精度納米力學測試儀
AFAM 方法提出之后,不少研究者對方法的準確度和靈敏度方面進行了研究。Hurley 等分析了空氣濕度對AFAM 定量化測量結果的影響。Rabe 等分析了探針基片對AFAM 定量化測量的影響。Hurley 等詳細對比了AFAM 單點測試與納米壓痕以及聲表面波譜方法的測試原理、空間分辨率、適用性及測試優缺點等。Stan 等提出一種雙參考材料的方法,此方法不需要了解針尖的力學性能,可以在一定程度上提高測試的準確度。他們還提出了一種基于多峰接觸的接觸力學模型,在一定程度上可以提高測試的準確度。Turner 等通過嚴格的理論推導研究了探針不同階彎曲振動和扭轉振動模態的靈敏度問題。Muraoka提出一種在探針微懸臂末端附加集中質量的方法,以提高測試靈敏度。Rupp 等對AFAM測試過程中針尖樣品之間的非線性相互作用進行了研究。廣州高精度納米力學測試儀納米力學測試通常在真空或者液體環境下進行,以保證測試的準確性。
Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計中較常用的。它可以加工得很尖,而且幾何形狀在很小尺度內保持自相似,適合于小尺度的壓痕實驗。目前,該類壓頭的加工水平:端部半徑50nm,典型值約40nm,中心線和面的夾角精度為J=0.025°。在納米壓痕硬度測量中,Berkovich壓頭是一種理想的壓頭。優點包括:易獲得好的加工質量,很小載荷就能產生塑性,能減小摩擦的影響。Cube-corner壓頭因其三個面相互垂直,像立方體的一個角,故取此名稱。壓頭越尖,就會在接觸區內產生理想的應力和應變。目前,該種壓頭主要用于斷裂韌性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的壓痕周圍產生很小的規則裂紋,這樣的裂紋能在相當小的范圍內用來估計斷裂韌性。錐形壓頭圓錐具有尖的自相似幾何形狀,從模型角度常利用它的軸對稱特性,納米壓痕硬度的許多模型均基于圓錐壓痕。由于難以加工出尖的圓錐金剛石壓頭,它在小尺度實驗中很少使用。
隨著精密、 超精密加工技術的發展,材料在納米尺度下的力學特性引起了人們的極大關注研究。而傳統的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應用,無法用于測量壓痕深度為納米級或亞微米級的硬度( 即所謂納米硬度,nano- hardness) 。近年來,測量納米硬度一般采用新興的納米壓痕技術 (nano-indentation),由于采用納米壓痕技術可以在極小的尺寸范圍內測試材料的力學性能,除了塑性性質外,還可反映材料的彈性性質,因此得到了越來越普遍的應用。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。
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。納米力學測試可以用于評估納米材料的耐久性和壽命,為產品的設計和使用提供參考依據。四川新能源納米力學測試定制
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構之間的關系,為納米材料的設計和優化提供指導。廣州高精度納米力學測試儀
納米壓痕儀簡介,近年來,國內外研究人員以納米壓痕技術為基礎,開發出多種納米壓痕儀,并實現了商品化,為材料的納米力學性能檢測提供了高效、便捷的手段。圖片納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測試,測試結果通過力與壓入深度的曲線計算得出,無需通過顯微鏡觀察壓痕面積。納米壓痕儀的基本組成可以分為控制系統、 移動線圈系統、加載系統及壓頭等幾個部分。壓頭一般使用金剛石壓頭,分為三角錐或四棱錐等類型。試驗時,首先輸入初始參數,之后的檢測過程則完全由微機自動控制,通過改變移動線圈系統中的電流,可以操縱加載系統和壓頭的動作,壓頭壓入載荷的測量和控制通過應變儀來完成,同時應變儀還將信號反饋到移動線圈系統以實現閉環控制,從而按照輸入參數的設置完成試驗。廣州高精度納米力學測試儀