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。納米力學(xué)測(cè)試的發(fā)展促進(jìn)了納米材料及其應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展和創(chuàng)新。湖南化工納米力學(xué)測(cè)試廠家供應(yīng)
量子效應(yīng)決定物理系統(tǒng)內(nèi)個(gè)別原子間的相互作用力。在納米力學(xué)中用一些原子間勢(shì)能的平均數(shù)學(xué)模型引入量子效應(yīng)。在經(jīng)典多體動(dòng)力學(xué)內(nèi)加入原子間勢(shì)能提供了納米結(jié)構(gòu)和原子尺寸決定性的力學(xué)模型。數(shù)據(jù)方法求解這些模型稱為分子動(dòng)力學(xué)(MD),有時(shí)稱為分子力學(xué)。非決定性數(shù)字近似包括蒙特卡羅,動(dòng)力蒙卡羅和其它方法。現(xiàn)代的數(shù)字工具也包括交叉通用近似,允許同時(shí)和連續(xù)利用原子尺寸的模型。發(fā)展這些復(fù)雜的模型是另一應(yīng)用力學(xué)的研究課題。遼寧納米力學(xué)測(cè)試方法利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),優(yōu)化納米力學(xué)測(cè)試結(jié)果分析,提升研究效率。
當(dāng)前納米力學(xué)主要應(yīng)用的測(cè)試手段是納米壓痕和基于原子力顯微鏡(AFM) 的力—距離曲線方法,實(shí)際上還有另外一種基于AFM 的納米力學(xué)測(cè)試方法——掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy,AFAM)。AFAM具有分辨率高、成像速度快、相對(duì)誤差低、力學(xué)性能敏感度高等優(yōu)點(diǎn)。然而,目前AFAM 的應(yīng)用還不夠普遍,相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)AFAM 了解和使用的還不多。為此,我們?cè)谇捌谘芯康幕A(chǔ)上,經(jīng)過整理和凝練,形成了這部專著,目的是推動(dòng)AFAM這種新型納米力學(xué)測(cè)量方法在國內(nèi)的普遍應(yīng)用。
原位納米機(jī)械性能試驗(yàn)技術(shù),原位納米機(jī)械性能試驗(yàn)技術(shù)是一種應(yīng)用超分辨顯微學(xué)、納米壓痕技術(shù)等手段,通過獨(dú)特的力學(xué)測(cè)試方法對(duì)納米尺度下的材料機(jī)械性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的方法。相比于傳統(tǒng)的拉伸、壓縮等方法,原位納米機(jī)械性能試驗(yàn)技術(shù)具有更高的精度和更豐富的信息,可以為納米材料的研究提供更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。隨著納米尺度下功能性材料的不斷涌現(xiàn),納米力學(xué)測(cè)試將成為實(shí)現(xiàn)其合理設(shè)計(jì)的重要手段之一。原位納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)在納米材料力學(xué)測(cè)試領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,它不只可以為納米尺度下材料力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐,而且還可以為新材料的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供指導(dǎo)。納米力學(xué)測(cè)試還可以用于研究納米結(jié)構(gòu)材料的斷裂行為和變形機(jī)制。
經(jīng)過三十年的發(fā)展,目前科學(xué)家在AFM 基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多種測(cè)量和表征材料不同性能的應(yīng)用模式。利用原子力顯微鏡,人們實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)鍵變化的成像,研究了化學(xué)鍵的角對(duì)稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測(cè)量了在材料表面移動(dòng)單個(gè)原子所需要施加的作用力。各種不同的應(yīng)用模式可以獲得被測(cè)樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個(gè)方面的性能?;贏FM 的定量化納米力學(xué)測(cè)試方法主要有力—距離曲線測(cè)試、掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)和基于輕敲模式的動(dòng)態(tài)多頻技術(shù)。納米力學(xué)測(cè)試在航空航天領(lǐng)域,為超輕、強(qiáng)度高材料研發(fā)提供支持。遼寧納米力學(xué)測(cè)試方法
納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,為納米材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。湖南化工納米力學(xué)測(cè)試廠家供應(yīng)
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(cè)量方法只適于宏觀條件下的研究和應(yīng)用,無法用于測(cè)量壓痕深度為納米級(jí)或亞微米級(jí)的硬度( 即所謂納米硬度,nano- hardness) 。近年來,測(cè)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(cè)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。湖南化工納米力學(xué)測(cè)試廠家供應(yīng)