納米壓痕儀簡(jiǎn)介,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究人員以納米壓痕技術(shù)為基礎(chǔ),開發(fā)出多種納米壓痕儀,并實(shí)現(xiàn)了商品化,為材料的納米力學(xué)性能檢測(cè)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(cè)試,測(cè)試結(jié)果通過力與壓入深度的曲線計(jì)算得出,無(wú)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(tǒng)、 移動(dòng)線圈系統(tǒng)、加載系統(tǒng)及壓頭等幾個(gè)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(yàn)時(shí),首先輸入初始參數(shù),之后的檢測(cè)過程則完全由微機(jī)自動(dòng)控制,通過改變移動(dòng)線圈系統(tǒng)中的電流,可以操縱加載系統(tǒng)和壓頭的動(dòng)作,壓頭壓入載荷的測(cè)量和控制通過應(yīng)變儀來(lái)完成,同時(shí)應(yīng)變儀還將信號(hào)反饋到移動(dòng)線圈系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,從而按照輸入?yún)?shù)的設(shè)置完成試驗(yàn)。納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的變形和斷裂機(jī)制,為納米材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。甘肅納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)
AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動(dòng)來(lái)對(duì)材料納米尺度的彈性性能進(jìn)行成像或測(cè)量。AFAM 于20 世紀(jì)90 年代中期由德國(guó)薩爾布呂肯無(wú)損檢測(cè)研究所的Rabe 博士(女) 首先提出,較初為單點(diǎn)測(cè)量模式。2000 年前后,她們采用逐點(diǎn)掃頻的方式實(shí)現(xiàn)了模量成像功能,但是成像的速度很慢,一幅128×128 像素的圖像需要大約30min,導(dǎo)致圖像的熱漂移比較嚴(yán)重。2005 年,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動(dòng),將成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的圖像需要大約25min)。納米力學(xué)測(cè)試廠家供應(yīng)納米力學(xué)測(cè)試應(yīng)用于半導(dǎo)體、生物醫(yī)學(xué)、能源等多個(gè)領(lǐng)域,具有普遍前景。
縱觀納米測(cè)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(cè)量方法基礎(chǔ)上,應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)試儀器解決應(yīng)用物理和微細(xì)加工中的納米測(cè)量問題,分析各種測(cè)試技術(shù),提出改進(jìn)的措施或新的測(cè)試方法;二是發(fā)展建立在新概念基礎(chǔ)上的測(cè)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(cè)量系統(tǒng)中,它將成為未來(lái)納米測(cè)量的發(fā)展趨向。但納米測(cè)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(cè)量環(huán)境一直是實(shí)現(xiàn)納米測(cè)量亟待解決的問題之一,而且在不同的測(cè)量方法中需要的納米測(cè)量環(huán)境也是不同的。
研究液相環(huán)境下的流體載荷對(duì)探針振動(dòng)產(chǎn)生的影響可以將AFAM 定量化測(cè)試應(yīng)用范圍擴(kuò)展至液相環(huán)境。液相環(huán)境下增加的流體質(zhì)量載荷和流體阻尼使探針振動(dòng)的共振頻率和品質(zhì)因子都較大程度上減小。Parlak 等采用簡(jiǎn)單的解析模型考慮流體質(zhì)量載荷和流體阻尼效應(yīng),可以在液相環(huán)境下從探針的接觸共振頻率導(dǎo)出針尖樣品的接觸剛度值。Tung 等通過嚴(yán)格的理論推導(dǎo),提出通過重構(gòu)流體動(dòng)力學(xué)函數(shù)的方法,將流體慣性載荷效應(yīng)進(jìn)行分離。此方法不需要預(yù)先知道探針的幾何尺寸及材料特性,也不需要了解周圍流體的力學(xué)性能。通過納米力學(xué)測(cè)試,可評(píng)估納米材料在極端環(huán)境下的可靠性。
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(duì)于更軟的材料,在測(cè)試過程中接觸力有可能會(huì)對(duì)樣品造成損害?;谳p敲模式的原子力顯微鏡多頻成像技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的一項(xiàng)納米力學(xué)測(cè)試方法。通過同時(shí)激勵(lì)和檢測(cè)探針多個(gè)頻率的響應(yīng)或探針振動(dòng)的兩階(或多階) 模態(tài)或探針振動(dòng)的基頻和高次諧波成分等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣品形貌、彈性等性質(zhì)的快速測(cè)量。只要是涉及探針兩個(gè)及兩個(gè)以上頻率成分的激勵(lì)和檢測(cè),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(cè)量。納米力學(xué)測(cè)試可以用于評(píng)估納米材料的性能和質(zhì)量,以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。深圳半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試供應(yīng)
納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果可以為納米材料的安全性和可靠性評(píng)估提供重要依據(jù)。甘肅納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)
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)和納米系統(tǒng)力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用面。納米系統(tǒng)的例子,包括納米顆粒,納米粉,納米線,納米棍,納米帶,納米管,包括碳納米管和硼氮納米管,單殼,納米膜,納米包附,納米復(fù)合物/納米結(jié)構(gòu)材料(有納米顆粒分散在內(nèi)的液體),納米摩托等。納米力學(xué)一些已確立的領(lǐng)域是:納米材料,納米摩檫學(xué)(納米范疇的摩檫,摩損和接觸力學(xué)),納米機(jī)電系統(tǒng),和納米應(yīng)用流體學(xué)(Nanofluidics)。作為基礎(chǔ)科學(xué),納米力學(xué)是以經(jīng)驗(yàn)原理(基本觀察)為基礎(chǔ)。包括:1.一般力學(xué)原理;2.由于研究或探索的物體變小而出現(xiàn)的一些特別原理。甘肅納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)