中國計(jì)量學(xué)院朱若谷、浙江大學(xué)陳本永等提出了一種通過測量雙法布里一boluo干涉儀透射光強(qiáng)基波幅值差或基波等幅值過零時(shí)間間隔的方法進(jìn)行納米測量的理論基礎(chǔ),給出了檢測掃描探針振幅變化的新方法。中國科學(xué)院北京電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室成功研制了一臺(tái)使用光學(xué)偏轉(zhuǎn)法檢測的原子力顯微鏡,通過對(duì)云母、光柵、光盤等樣品的觀測證明該儀器達(dá)到原子分辨率,較大掃描范圍可達(dá)7μm×7μm。浙江大學(xué)卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀,解決了對(duì)球形表面微觀輪廓進(jìn)行亞納米級(jí)的非接觸精密測量問題,該系統(tǒng)具有0.1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為,從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。遼寧原位納米力學(xué)測試
在電子封裝熱機(jī)械可靠性分析中,致城科技開發(fā)的芯片級(jí)材料數(shù)據(jù)庫正成為行業(yè)參考標(biāo)準(zhǔn)。通過納米力學(xué)測試測量各封裝材料(硅芯片、模塑料、焊料、基板)在-55°C到150°C溫度區(qū)間的熱膨脹系數(shù)、蠕變速率和界面強(qiáng)度,為仿真提供溫度依賴的材料模型。一家先進(jìn)的封裝設(shè)計(jì)公司采用這套數(shù)據(jù)后,將熱循環(huán)壽命預(yù)測誤差從±30%降低到±10%以內(nèi),較大程度上減少了原型測試次數(shù)。致城科技還創(chuàng)新性地將納米力學(xué)測試與逆向有限元分析相結(jié)合,解決傳統(tǒng)測試難以處理的復(fù)雜問題。例如,在評(píng)估微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)中納米多孔薄膜的等效力學(xué)性能時(shí),通過壓痕測試結(jié)合參數(shù)反演算法,直接獲得了本構(gòu)方程中的關(guān)鍵系數(shù)。這種方法避免了繁瑣的試樣制備和理想化假設(shè),特別適合微納器件中的材料表征。廣西核工業(yè)納米力學(xué)測試方法薄膜材料的殘余應(yīng)力會(huì)影響納米壓痕測試的準(zhǔn)確性。
納米壓痕實(shí)驗(yàn)原理:納米壓痕實(shí)驗(yàn)是一種通過施加特定形狀和尺寸的壓頭在材料表面上逐漸增加載荷,直到達(dá)到較大載荷,然后逐漸減小載荷的過程,來測量材料的力學(xué)性能的技術(shù)。在這個(gè)過程中,壓頭會(huì)進(jìn)入材料表面一定深度,形成一個(gè)圓柱形或球形的壓痕。然后,逐漸減小載荷,直到載荷為零。在這個(gè)過程中,壓痕的深度和形狀會(huì)被高精度的位移傳感器記錄下來,從而得到材料的載荷-位移曲線。通過分析載荷-位移曲線,可以得到材料的彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、粘彈性或蠕變行為等力學(xué)性質(zhì)。
納米力學(xué)性能測試方法:納米力學(xué)測試機(jī)構(gòu)采用的測試方法多種多樣,以適應(yīng)不同納米材料的測試需求。以下是一些常用的測試方法:1. 納米壓痕法:利用壓頭在納米材料表面產(chǎn)生壓痕,通過測量壓痕的形貌和尺寸,計(jì)算材料的硬度、彈性模量等性能參數(shù)。該方法具有操作簡單、測試精度高的優(yōu)點(diǎn),是納米力學(xué)性能測試中常用的手段之一。2. 納米拉伸法:通過制備納米尺度的試樣,利用拉伸設(shè)備對(duì)其進(jìn)行拉伸測試,測量其應(yīng)力-應(yīng)變曲線,從而得到抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等參數(shù)。該方法能夠直接反映材料在拉伸過程中的力學(xué)行為,對(duì)于評(píng)估材料的拉伸性能具有重要意義。3. 基于原子力顯微鏡的測試方法:利用原子力顯微鏡的高分辨率和靈敏性,通過測量探針與納米材料之間的相互作用力,研究材料的力學(xué)性能和表面形貌。該方法具有非接觸式、高分辨率的優(yōu)點(diǎn),特別適用于研究納米尺度下的材料力學(xué)行為。高溫納米力學(xué)測試模擬極端環(huán)境下的材料性能變化規(guī)律。
關(guān)鍵性質(zhì)分析:抗劃傷性能與疲勞特性:消費(fèi)電子產(chǎn)品經(jīng)常暴露于各種環(huán)境中,因此其表面必須具備良好的抗劃傷能力。同時(shí),在長期使用過程中,疲勞特性也會(huì)影響到產(chǎn)品壽命,這就需要通過多加載周期壓痕等方式進(jìn)行評(píng)估。摩擦系數(shù)與耐磨性能:在按鍵按鈕及觸摸屏等交互界面中,摩擦系數(shù)直接影響到用戶體驗(yàn)。因此,對(duì)這些組件進(jìn)行摩擦性能成像分析,有助于優(yōu)化設(shè)計(jì),提高用戶滿意度。在未來,我們期待看到更多創(chuàng)新成果為消費(fèi)者帶來更優(yōu)良、更耐用的電子產(chǎn)品,同時(shí)也希望這種技術(shù)能夠持續(xù)推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。納米力學(xué)測試為有限元模擬提供關(guān)鍵材料參數(shù)。江西紡織納米力學(xué)測試供應(yīng)
納米力學(xué)測試對(duì)于材料科學(xué)研究至關(guān)重要,能夠精確測量納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)。遼寧原位納米力學(xué)測試
納米云紋法,云紋法是在20世紀(jì)60年代興起的物體表面全場變形的測量技術(shù)。從上世紀(jì)80年代以來,高頻率光柵制作技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。目前高精度云紋干涉法通常使用的高密度光柵頻率已達(dá)到600~2400線mm,其測量位移靈敏度比傳統(tǒng)的云紋法高出幾十倍甚至上百倍。近年來云紋法的研究熱點(diǎn)已進(jìn)入微納尺度的變形測量,并出現(xiàn)與各種高分辨率電鏡技術(shù)、掃描探針顯微技術(shù)相結(jié)合的趨勢。顯微幾何云紋法,在光學(xué)顯微鏡下通過調(diào)整放大倍數(shù)將柵線放大到頻率小于40線/mm,然后利用分辨率高的感光膠片分別記錄變形前后的柵線,兩種柵線干涉后即可獲得材料表面納米級(jí)變形的云紋。遼寧原位納米力學(xué)測試