電子/離子束云紋法和電鏡掃描云紋法,利用電子/離子?xùn)|抗蝕劑制作出10000線/mm的電子/離子?xùn)|云紋光柵,這種光柵的應(yīng)用頻率范圍為40~20000線/mm,柵線的較小寬度可達(dá)到幾十納米。電鏡掃描條紋的倍增技術(shù)用于單晶材料納米級變形測量。其原理是:在測量中,單晶材料的晶格結(jié)構(gòu)由透射電鏡(TEM)采集并記錄在感光膠片上作為試件柵,以幾何光柵為參考柵,較終通過透射電鏡放大倍數(shù)與試件柵的頻率關(guān)系對上述兩柵的干涉云紋進(jìn)行分析,即可獲得單晶材料表面微小的應(yīng)變場。STM/晶格光柵云紋法,隧道顯微鏡(STM)納米云紋法是測量表面位移的新技術(shù)。測量中,把掃描隧道顯微鏡的探針掃描線作為參考柵,把物質(zhì)原子晶格柵結(jié)構(gòu)...
銀微納米材料,微納米材料的性能受到其形貌的影響,不同維度類型的銀微納米材料有著不同的應(yīng)用范圍。零維的銀納米材料包括銀原子和粒徑小于15nm 的銀納米粉,主要提高催化性能、 抗細(xì)菌及光性能:一維的銀納米線由化學(xué)還原法制備,主要用于透明納米銀線薄膜制備的柔性電子器件;二維的銀微納米片可用球磨法、光誘導(dǎo)法、模板法等方法制備,其在導(dǎo)電漿料及電子元器件等方面有普遍的應(yīng)用:三維的銀微納米材料包括球形和異形銀粉,球形銀粉主要用于導(dǎo)電漿料填充物,異形銀粉主要應(yīng)用催化、光學(xué)等方面。改善制備方法,實(shí)現(xiàn)微納米材雨的形貌授制,提升產(chǎn)物穩(wěn)定性,是銀納米材料研究的發(fā)展方向。預(yù)覽與源文檔一致,下載高清無水印微納米技術(shù)是一門...
摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,材料的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)入了微納米尺度,微納米材料憑借其出色的性能被人們普遍應(yīng)用于科研和生產(chǎn)生活的各方各面。與此同時(shí),人們正深入研究探索微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量技術(shù)方法,以滿足微納米材料的飛速發(fā)展和應(yīng)用需求。微納米力學(xué)測量技術(shù)的應(yīng)用背景,隨著材料的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入微納米尺度,以往的通過宏觀的力學(xué)測量手段已不適用于測量微納米薄膜和器件的力學(xué)性能參數(shù)的測量。近年來,微納米壓入和劃痕等力學(xué)測量手段隨著微納米材料的發(fā)展和應(yīng)用,在半導(dǎo)體薄膜和器件、功能薄膜、新能源材料、生物材料等領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)普遍,因此亟待建立基于微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量的技術(shù)體系。納米力學(xué)測...
本文中主要對當(dāng)今幾種主要材料納觀力學(xué)與納米材料力學(xué)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(jìn)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(jī)電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學(xué)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(yùn)而生。納米硬度計(jì)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(xué)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(xué)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(xué)性...
模塊化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)適用于各種形貌樣品的測試需求及各種SEM/FIB配置,緊湊的外形設(shè)計(jì)適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設(shè)計(jì)自定義的測試程序和測試模式:①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個(gè)不同型號的連接頭,可滿足各種不同的測試條件(平面外或者平面內(nèi)測試)和不同的測試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個(gè)不同型號的適配頭用來調(diào)節(jié)樣品臺的高度和角度。③FT-ETB電學(xué)測試樣品臺,包含2個(gè)不同的電學(xué)測試樣品臺,實(shí)現(xiàn)樣品和納米力學(xué)測試平臺的電導(dǎo)通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實(shí)現(xiàn)微納力學(xué)測試和微納操作組裝(按需額外購買)。在進(jìn)行納米力學(xué)測試時(shí),需要特別注意樣品的制備和...
原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)是一種用于材料科學(xué)領(lǐng)域的儀器,于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元:(1)可實(shí)現(xiàn)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?zé)崞疲?.05nm/s;(4)更換壓頭時(shí)間:60s。能夠?qū)崿F(xiàn)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(xué)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(jìn)行原位實(shí)時(shí)檢測。通過納米力學(xué)測試,可評估納米材料在極端環(huán)境下的可靠性。表面微納米力學(xué)測試儀力—距離曲線測試分為準(zhǔn)靜態(tài)模式和動態(tài)...
借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學(xué)測試法,利用原子力顯微鏡探針的納米操縱能力對一維納米材料施加彎曲或拉伸載荷。施加彎曲載荷時(shí),原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結(jié)構(gòu)高自山端國雙固支結(jié)構(gòu)的中心位置,彎曲撓度和載荷通過原子力顯微鏡探針懸曾梁的位移和懸臂梁的剛度獲取,依據(jù)連續(xù)力學(xué)理論,由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能參數(shù)。這種方法加載機(jī)理簡單,相對拉伸法容易操作,缺點(diǎn)是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測納米試樣相比較大,撓度較大時(shí)探針的滑動以及試樣中心位置的對準(zhǔn)精度嚴(yán)重影響測試精度3、借助微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的片上納米力學(xué)測試法基于 MEMS 的片上納米力學(xué)測試法采用 ...
隨著精密、 超精密加工技術(shù)的發(fā)展,材料在納米尺度下的力學(xué)特性引起了人們的極大關(guān)注研究。而傳統(tǒng)的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應(yīng)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(shù) (nano-indentation),由于采用納米壓痕技術(shù)可以在極小的尺寸范圍內(nèi)測試材料的力學(xué)性能,除了塑性性質(zhì)外,還可反映材料的彈性性質(zhì),因此得到了越來越普遍的應(yīng)用。納米機(jī)器人研發(fā)中,力學(xué)性能測試至關(guān)重要,以確保其在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定性。湖南涂層納米力學(xué)測試哪家好微納米材料研究中用到的一些現(xiàn)代測試技術(shù):電子顯微法,電...
AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進(jìn)行測試,基于對探針的動力學(xué)特性以及針尖樣品之間的接觸力學(xué)行為分析,可以通過對探針接觸共振頻率、品質(zhì)因子、振幅、相位等響應(yīng)信息的測量,實(shí)現(xiàn)被測樣品力學(xué)性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征,還可以測量樣品表面或亞表面的納米力學(xué)特性。AFAM 屬于近場聲學(xué)成像技術(shù),它克服了傳統(tǒng)聲學(xué)成像中聲波半波長對成像分辨率的限制,其分辨率取決于探針針尖與測試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm),且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛),因此AFAM 的空間分辨率極高,其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以...
在AFAM 測試系統(tǒng)開發(fā)方面,Hurley 等開發(fā)了一套基于快速數(shù)字信號處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統(tǒng)。這一測試系統(tǒng)可以根據(jù)上一像素點(diǎn)的接觸共振頻率自動調(diào)整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開發(fā)出一套稱為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測試系統(tǒng),可以同時(shí)對探針兩階模態(tài)的接觸共振頻率和品質(zhì)因子進(jìn)行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開發(fā)了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應(yīng)用于AFAM 定量化成像中,可以同時(shí)獲...
模塊化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)適用于各種形貌樣品的測試需求及各種SEM/FIB配置,緊湊的外形設(shè)計(jì)適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設(shè)計(jì)自定義的測試程序和測試模式:①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個(gè)不同型號的連接頭,可滿足各種不同的測試條件(平面外或者平面內(nèi)測試)和不同的測試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個(gè)不同型號的適配頭用來調(diào)節(jié)樣品臺的高度和角度。③FT-ETB電學(xué)測試樣品臺,包含2個(gè)不同的電學(xué)測試樣品臺,實(shí)現(xiàn)樣品和納米力學(xué)測試平臺的電導(dǎo)通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實(shí)現(xiàn)微納力學(xué)測試和微納操作組裝(按需額外購買)。碳納米管、石墨烯等納米材料,因獨(dú)特力學(xué)性能,備...
英國:國家物理研究所對各種納米測量儀器與被測對象之間的幾何與物理間的相互作用進(jìn)行了詳盡的研究,繪制了各種納米測量儀器測量范圍的理論框架,其研制的微形貌納米測量儀器測量范圍是0.01n m~3n m和0.3n m~100n m。Warwick大學(xué)的Chetwynd博士利用X光干涉儀對長度標(biāo)準(zhǔn)用的波長進(jìn)行細(xì)分研究,他利用薄硅片分解和重組X光光束來分析干涉圖形,從干涉儀中提取的干涉條紋與硅晶格有相等的間距,該間距接近0.2nm,他依此作為校正精密位移傳感器的一種亞納米尺度。Queensgate儀器公司設(shè)計(jì)了一套納米定位裝置,它通過壓電驅(qū)動元件和電容位置傳感器相結(jié)合的控制裝置達(dá)到納米級的分辨率和定位精...
納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)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(xué)特性。因此納米纖維在復(fù)合材料、纖維、支架(組織工程學(xué))、藥物輸送、創(chuàng)傷敷料或紡織業(yè)等領(lǐng)域是一種非常有應(yīng)用前景的材料。納米纖維機(jī)械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強(qiáng)度、韌性)的定量表征對理解其在目標(biāo)應(yīng)用中的性能非常重要,而測量這些參數(shù)需要高度專業(yè)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(shí)間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級的位移下保持高度穩(wěn)定的測量系統(tǒng);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(jī)械測試儀器上。在進(jìn)行納米力學(xué)測試前,需要對測試樣...
力—距離曲線測試分為準(zhǔn)靜態(tài)模式和動態(tài)模式,實(shí)際應(yīng)用中采用較多的是準(zhǔn)靜態(tài)模式下的力-距離曲線測試。由力—距離曲線測試可以獲得樣品表面的力學(xué)性能及黏附的信息。利用接觸力學(xué)模型對力—距離曲線進(jìn)行擬合,可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測試與納米壓痕相比,可以施加更小的作用力(nN量級),較好地避免了對生物軟材料的損害,極大地降低了基底對薄膜力學(xué)性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應(yīng)用于聚合物材料和生物材料的納米力學(xué)性能測試,很多研究者利用此方法獲得了細(xì)胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區(qū)域內(nèi)力學(xué)性能的分布,但是分辨率較低,且測試時(shí)間較長。另外,力—距離曲線一般只對軟材料才比較有效。...
納米壓痕技術(shù),納米壓痕技術(shù)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(gè)小的壓痕負(fù)荷,通過測量壓痕的深度和形狀來推算材料的力學(xué)性質(zhì)。納米壓痕技術(shù)一般使用壓痕儀進(jìn)行測試。在進(jìn)行納米壓痕測試時(shí),樣品通常需要進(jìn)行前處理,例如制備平整的表面或進(jìn)行退火處理。測試過程中,將頂端負(fù)載在材料表面上,并控制負(fù)載的大小和施加時(shí)間。然后,通過測量壓痕的深度和直徑來計(jì)算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術(shù)普遍應(yīng)用于納米硬度測試、薄膜力學(xué)性質(zhì)研究等領(lǐng)域。納米力學(xué)測試的前沿研究方向包括多功能材料力學(xué)、納米結(jié)構(gòu)動力學(xué)等領(lǐng)域。重慶空心納米力學(xué)測試儀常把納米力學(xué)當(dāng)納米技術(shù)的一個(gè)分支,即集中在工程納米結(jié)構(gòu)和...
納米科學(xué)與技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一門前沿和交叉學(xué)科,納米力學(xué)作為其中的一個(gè)分支,對其他分支學(xué)科如納米材料學(xué)、物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)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(xué)測試方法:納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學(xué)測試方法。納米壓痕是20 世紀(jì)90 年代初期快速發(fā)展起來的一種微納米力學(xué)測試方法,是研究微納米尺度材料力學(xué)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(yuǎn)小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級。限于光學(xué)顯微鏡的分辨率,無法直接對納米壓痕的尺寸進(jìn)行精確測量。納米力學(xué)測試是一種通過納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)來研究材料特性的方法...
納米壓痕儀的應(yīng)用,納米壓痕儀可適用于有機(jī)或無機(jī)、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(xué)薄膜,微電子鍍膜,保護(hù)性薄膜,裝飾性薄膜等等?;w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(jī)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(hù)層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護(hù)層);光學(xué)組件(接觸鏡頭、光纖、光學(xué)刮擦保護(hù)層);金屬蒸鍍層;防磨損涂層(TiN, TiC, DLC, 切割工具);藥理學(xué)(藥片、植入材料、生物組織);工程學(xué)(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。納米力學(xué)測試還可以評估材料在高溫、低溫...
有限元數(shù)值分析方面,Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測量了鈮薄膜的壓入模量,并進(jìn)行了對比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響,給出了一種將實(shí)驗(yàn)測試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合,確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實(shí)際情況中的多種影響因素,精度相對較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測探針接觸共振頻率變化對針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測量的方法。在進(jìn)行納米力學(xué)測試時(shí),需要注意避免外界干擾和噪...
隨著精密、 超精密加工技術(shù)的發(fā)展,材料在納米尺度下的力學(xué)特性引起了人們的極大關(guān)注研究。而傳統(tǒng)的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應(yīng)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(shù) (nano-indentation),由于采用納米壓痕技術(shù)可以在極小的尺寸范圍內(nèi)測試材料的力學(xué)性能,除了塑性性質(zhì)外,還可反映材料的彈性性質(zhì),因此得到了越來越普遍的應(yīng)用。跨學(xué)科合作,推動納米力學(xué)測試技術(shù)不斷創(chuàng)新,滿足多領(lǐng)域需求。海南汽車納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)出各種有趣的特性,除了高比表面積-體積比,納米纖...
縱觀納米測量技術(shù)發(fā)展的歷程,它的研究主要向兩個(gè)方向發(fā)展:一是在傳統(tǒng)的測量方法基礎(chǔ)上,應(yīng)用先進(jìn)的測試儀器解決應(yīng)用物理和微細(xì)加工中的納米測量問題,分析各種測試技術(shù),提出改進(jìn)的措施或新的測試方法;二是發(fā)展建立在新概念基礎(chǔ)上的測量技術(shù),利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應(yīng)用于測量系統(tǒng)中,它將成為未來納米測量的發(fā)展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發(fā)展。建立相應(yīng)的納米測量環(huán)境一直是實(shí)現(xiàn)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(huán)境也是不同的。納米力學(xué)測試可以解決納米材料在高溫、低溫和高壓等極端環(huán)境下的力學(xué)問題,提高納米材料的穩(wěn)定性和可靠性。湖南納米力學(xué)測試隨著精密...
譜學(xué)技術(shù)微納米材料的化學(xué)成分分析主要依賴于各種譜學(xué)技術(shù),包括紫外-可見光譜紅外光譜、x射線熒光光譜、拉曼光譜、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜等。另有一類譜儀是基于材料受激發(fā)的發(fā)射譜,是專為研究品體缺陷附近的原子排列狀態(tài)而設(shè)計(jì)的,如核磁共振儀、電子自旋共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮滅等等。熱分析技術(shù),納米材料的熱分析主要是指差熱分析、示差掃描量熱法以及熱重分析。三種方法常常相互結(jié)合,并與其他方法結(jié)合用于研究微納米材料或納米粒子的一些特 征:(1)表面成鍵或非成鍵有機(jī)基團(tuán)或其他物質(zhì)的存在與否、含量多少、熱失重溫度等(2)表面吸附能力的強(qiáng)弱與粒徑的關(guān)系(3)升溫過程中粒徑變化(4)升溫過程中的相轉(zhuǎn)...
譜學(xué)技術(shù)微納米材料的化學(xué)成分分析主要依賴于各種譜學(xué)技術(shù),包括紫外-可見光譜紅外光譜、x射線熒光光譜、拉曼光譜、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜等。另有一類譜儀是基于材料受激發(fā)的發(fā)射譜,是專為研究品體缺陷附近的原子排列狀態(tài)而設(shè)計(jì)的,如核磁共振儀、電子自旋共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮滅等等。熱分析技術(shù),納米材料的熱分析主要是指差熱分析、示差掃描量熱法以及熱重分析。三種方法常常相互結(jié)合,并與其他方法結(jié)合用于研究微納米材料或納米粒子的一些特 征:(1)表面成鍵或非成鍵有機(jī)基團(tuán)或其他物質(zhì)的存在與否、含量多少、熱失重溫度等(2)表面吸附能力的強(qiáng)弱與粒徑的關(guān)系(3)升溫過程中粒徑變化(4)升溫過程中的相轉(zhuǎn)...
即使源電阻大幅降低至1MW,對一個(gè)1mV的信號的測量也接近了理論極限,因此要使用一個(gè)普通的數(shù)字多用表(DMM)進(jìn)行測量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外,許多DMM在測量電壓時(shí)的輸入偏移電流很高,而相對于那些納米技術(shù)[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測量儀器而言,DMM的輸入電阻又過低。這些特點(diǎn)增加了測量的噪聲,給電路帶來不必要的干擾,從而造成測量的誤差。系統(tǒng)搭建完畢后,必須對其性能進(jìn)行校驗(yàn),而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節(jié)中將對降低這些誤差的一些途徑進(jìn)行探討。納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的質(zhì)量控制和品質(zhì)檢測,確保產(chǎn)品...
日本:S.Yoshida主持的Yoshida納米機(jī)械項(xiàng)目主要進(jìn)行以下二個(gè)方面的研究:⑴.利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測量,已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量;⑵.利用激光干涉儀測距,在激光干涉儀中其開發(fā)的雙波長法限制了空氣湍流造成的誤差影響;其實(shí)驗(yàn)裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計(jì)量研究所(NRLM)研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀,該所精密測量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類的研究,如硅晶格間距、磁通量等,其掃描微動系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的微動工作臺。利用納米力學(xué)測試,研究人員可揭示材料內(nèi)部缺陷、應(yīng)力分布等關(guān)鍵...
納米力學(xué)從研究的手段上可分為納觀計(jì)算力學(xué)和納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)。納米計(jì)算力學(xué)包括量子力學(xué)計(jì)算方法、分子動力學(xué)計(jì)算和跨層次計(jì)算等不同類型的數(shù)值模擬方法。納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學(xué)場,即所謂的材料納觀實(shí)驗(yàn)力學(xué);二是對特征尺度為1-100nm之間的微細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究,即所謂的納米材料實(shí)驗(yàn)力學(xué)。納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究有兩種途徑:一是對常規(guī)的硬度測試技術(shù)、云紋法等宏觀力學(xué)測試技術(shù)進(jìn)行改造,使它們能適應(yīng)納米力學(xué)測量的需要;另一類是創(chuàng)造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學(xué)測量技術(shù)建立新原理、新方法。納米力學(xué)測試旨在探究微觀尺度下材料的力學(xué)性能,為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供有力支持。納...
樣品制備,納米力學(xué)測試納米纖維的拉伸測試前需要復(fù)雜的樣品制備過程,因此FT-NMT03納米力學(xué)測試具備微納操作的功能,納米力學(xué)測試?yán)昧鞲形㈣嚮蛘呶⒘鞲衅骺梢詫胃{米纖維進(jìn)行五個(gè)自由度的拾取-放置操作(閉環(huán))。可以使用聚焦離子束(FIB)沉積或電子束誘導(dǎo)沉積(EBID)對樣品進(jìn)行固定。納米力學(xué)測試這種結(jié)合了電-機(jī)械測量和納米加工的技術(shù)為大多數(shù)納米力學(xué)測試應(yīng)用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成,得益于FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統(tǒng)可以與市面上絕大多數(shù)的全尺寸SEM/FIB結(jié)合使用,在樣品臺上安裝和拆卸該系統(tǒng)十分簡便,只需幾分鐘。此外,由于...
FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)可以配合SEM/FIB原位精確直接地測量納米纖維的力學(xué)特性。微力傳感器加載微力,納米力學(xué)測試結(jié)合高分辨位置編碼器可以對納米纖維進(jìn)行拉伸、循環(huán)、蠕變、斷裂等形變測試。力-形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外,納米力學(xué)測試結(jié)合樣品架電連接,可以定量表征電-機(jī)械性質(zhì)。位置穩(wěn)定性,納米力學(xué)測試對于納米纖維的精確拉伸測試,納米力學(xué)測試系統(tǒng)的位移是測試不穩(wěn)定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)位移的統(tǒng)計(jì)學(xué)評價(jià),從中可以找到每一個(gè)測試間隔內(nèi)位移導(dǎo)致的不確定性,例如100s內(nèi)為450pm,意思是65%(或95%)的概率,納米力學(xué)測試系...
樣品制備,納米力學(xué)測試納米纖維的拉伸測試前需要復(fù)雜的樣品制備過程,因此FT-NMT03納米力學(xué)測試具備微納操作的功能,納米力學(xué)測試?yán)昧鞲形㈣嚮蛘呶⒘鞲衅骺梢詫胃{米纖維進(jìn)行五個(gè)自由度的拾取-放置操作(閉環(huán))??梢允褂镁劢闺x子束(FIB)沉積或電子束誘導(dǎo)沉積(EBID)對樣品進(jìn)行固定。納米力學(xué)測試這種結(jié)合了電-機(jī)械測量和納米加工的技術(shù)為大多數(shù)納米力學(xué)測試應(yīng)用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成,得益于FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統(tǒng)可以與市面上絕大多數(shù)的全尺寸SEM/FIB結(jié)合使用,在樣品臺上安裝和拆卸該系統(tǒng)十分簡便,只需幾分鐘。此外,由于...
掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)一般適用于模量范圍在1~300 GPa 的材料。對于更軟的材料,在測試過程中接觸力有可能會對樣品造成損害。基于輕敲模式的原子力顯微鏡多頻成像技術(shù)是近年來發(fā)展的一項(xiàng)納米力學(xué)測試方法。通過同時(shí)激勵和檢測探針多個(gè)頻率的響應(yīng)或探針振動的兩階(或多階) 模態(tài)或探針振動的基頻和高次諧波成分等,可以實(shí)現(xiàn)對被測樣品形貌、彈性等性質(zhì)的快速測量。只要是涉及探針兩個(gè)及兩個(gè)以上頻率成分的激勵和檢測,均可以歸為多頻成像技術(shù)。由于輕敲模式下針尖施加的作用力遠(yuǎn)小于接觸狀態(tài)下的作用力,因此基于輕敲模式的多頻成像技術(shù)適合于軟物質(zhì)力學(xué)性能的測量。納米力學(xué)測試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,有助于揭示生物分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的力...
納米硬度計(jì)主要由移動線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運(yùn)動由移動線圈控制,改變線圈電流的大小即可實(shí)現(xiàn)壓頭的軸向位移,帶動壓頭垂直壓向試件表面,在試件表面產(chǎn)生壓力。移動線圈設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于既要滿足較大量程的需要,還必須有很高的分辨率,以實(shí)現(xiàn)納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應(yīng)變儀來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號再反饋到移動線圈上.如此可進(jìn)行閉環(huán)控制,以實(shí)現(xiàn)限定載荷和壓深痕實(shí)驗(yàn)。整個(gè)壓入過程完全由微機(jī)自動控制進(jìn)行??稍诰€測量位移與相應(yīng)的載荷,并建立兩者之間的關(guān)系壓頭大多為金剛石壓頭,常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical...