原位納米壓痕儀的主要功能為:安裝于SEM或者FIB中,可以對(duì)金屬材料、陶瓷材料、生物材料及復(fù)合材料等各種材料精確施加載荷、檢測(cè)形變量。在電鏡下進(jìn)行壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學(xué)性能測(cè)試;此外,還可研究材料在動(dòng)態(tài)力、熱等多場(chǎng)耦合條件下結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。ALEMNIS原位納米壓痕儀可與多種分析設(shè)備聯(lián)用,如掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡和同步輻射裝置等,并實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用場(chǎng)景。該原位納米壓痕儀是一款能實(shí)現(xiàn)本征位移控制模式的壓痕儀。依托于該設(shè)備的精巧設(shè)計(jì)及精細(xì)加工,對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景,其均具有靈活性、精確性和可重復(fù)性。面向未來(lái),納米力學(xué)測(cè)試將繼續(xù)拓展人類對(duì)微觀世界的認(rèn)知邊界。新能源納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備
原子力顯微鏡(AFM),原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy,簡(jiǎn)稱AFM)是一種常用的納米級(jí)力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法。它通過(guò)在納米尺度下測(cè)量材料表面的力與距離之間的關(guān)系,來(lái)獲得材料的力學(xué)性質(zhì)信息。AFM的基本工作原理是利用一個(gè)具有納米的探針對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描,并測(cè)量在探針與樣品之間的力的變化。使用AFM可以獲得材料的力學(xué)性質(zhì)參數(shù),如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外,AFM還可以進(jìn)行納米級(jí)別的形貌表征,使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)。海南涂層納米力學(xué)測(cè)試供應(yīng)納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展為納米材料在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更多可能性。
對(duì)納米元器件的電測(cè)量——電壓、電阻和電流——都帶來(lái)了一些特有的困難,而且本身容易產(chǎn)生誤差。研發(fā)涉及量子水平上的材料與元器件,這也給人們的電學(xué)測(cè)量工作帶來(lái)了種種限制。在任何測(cè)量中,靈敏度的理論極限是由電路中的電阻所產(chǎn)生的噪聲來(lái)決定的。電壓噪聲[1]與電阻的方根、帶寬和一定溫度成正比。高的源電阻限制了電壓測(cè)量的理論靈敏度[2]。雖然完全可能在源電阻抗為1W的情況下對(duì)1mV的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,但在一個(gè)太歐姆的信號(hào)源上測(cè)量同樣的1mV的信號(hào)是現(xiàn)實(shí)的。
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(duì)理解其在目標(biāo)應(yīng)用中的性能非常重要,而測(cè)量這些參數(shù)需要高度專業(yè)畫(huà)的儀器,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測(cè)量非常小的變形;在測(cè)量的時(shí)間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級(jí)的位移下保持高度穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng);以亞納米分辨率測(cè)量微小力;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機(jī)械測(cè)試儀器上。納米力學(xué)測(cè)試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行,以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。
一般力學(xué)原理包括:。能量和動(dòng)量守恒原理;。哈密頓變分原理;。對(duì)稱原理。由于研究的物體小,納米力學(xué)也要考慮:。當(dāng)物體尺寸和原子距離可比時(shí),物體的離散性;。物體內(nèi)自由度的多樣性和有限性。。熱脹落的重要性;。熵效應(yīng)的重要性;。量子效應(yīng)的重要性。這些原理可提供對(duì)納米物體新異性質(zhì)深入了解。新異性質(zhì)是指這種性質(zhì)在類似的宏觀物體沒(méi)有或者很不相同。特別是,當(dāng)物體變小,會(huì)出現(xiàn)各種表面效應(yīng),它由納米結(jié)構(gòu)較高的表面與體積比所決定。這些效應(yīng)影晌納米結(jié)構(gòu)的機(jī)械能和熱學(xué)性質(zhì)(熔點(diǎn),熱容等)例如,由于離散性,固體內(nèi)機(jī)械波要分散,在小區(qū)域內(nèi),彈性力學(xué)的解有特別的行為。自由度大引起熱脹落是納米顆粒通過(guò)潛在勢(shì)壘產(chǎn)生熱隧道及液體和固體交錯(cuò)擴(kuò)散的理由。小和熱漲落提供了納米顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的基本理由。在納米范圍增加了熱漲落重要性和結(jié)構(gòu)熵,使納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超彈性,熵彈性(熵力)和其它新彈性。開(kāi)放納米系統(tǒng)的自組織和合作行為中,結(jié)構(gòu)熵也令人產(chǎn)生很大興趣。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí),需要特別注意樣品的制備和處理過(guò)程,以避免引入誤差。海南納米力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室
通過(guò)納米力學(xué)測(cè)試,我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時(shí)的變形和破壞機(jī)制。新能源納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備
原位納米力學(xué)測(cè)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(cè)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(cè)試及微彎曲、NanoDMA、模量成像等功能。力學(xué)測(cè)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(cè)。新能源納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備