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河南紡織納米力學(xué)測試

來源: 發(fā)布時間:2024-05-22

在黏彈性力學(xué)性能測試方面,Yuya 等發(fā)展了AFAM 黏彈性力學(xué)性能測試的理論基礎(chǔ)。隨后,Killgore 等將單點測試拓展到成像測試,對二元聚合物的黏彈性力學(xué)性能進(jìn)行了定量化成像,獲得了存儲模量和損耗模量的分布圖。Hurley 等發(fā)展了一種不需要進(jìn)行中間的校準(zhǔn)測試過程而直接測量損耗因子的方法。Tung 等采用二維流體動力學(xué)函數(shù),考慮探針接近樣品表面時的阻尼和附加質(zhì)量效應(yīng)以及與頻率相關(guān)的流體動力載荷,對黏彈性阻尼損耗測試進(jìn)行了修正。周錫龍等研究了探針不同階模態(tài)對黏彈性測量靈敏度的影響,提出了一種利用軟懸臂梁的高階模態(tài)進(jìn)行黏彈性力學(xué)性能測試的方法。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)計和應(yīng)用。河南紡織納米力學(xué)測試

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目前納米壓痕在科研界和工業(yè)界都得到了普遍的應(yīng)用,但是它仍然存在一些難以克服的缺點,比如納米壓痕實際上是對材料有損的測試,尤其是對于薄膜來說;其壓針的曲率半徑一般在50 nm 以上,由于分辨率的限制,不能對更小尺度的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試;納米壓痕的掃描功能不強,掃描速度相對較慢,無法捕捉材料在外場作用下動態(tài)性能的變化?;贏FM 的納米力學(xué)測試方法是另一類被普遍應(yīng)用的測試方法。1986 年,Binnig 等發(fā)明了頭一臺原子力顯微鏡(AFM)。AFM 克服了之前掃描隧道顯微鏡(STM) 只能對導(dǎo)電樣品或半導(dǎo)體樣品進(jìn)行成像的限制,可以實現(xiàn)對絕緣體材料表面原子尺度的成像,具有更普遍的應(yīng)用范圍。AFM 利用探針作為傳感器對樣品表面進(jìn)行測試,不只可以獲得樣品表面的形貌信息,還可以實現(xiàn)對材料微區(qū)物理、化學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)的定量化測試。目前,AFM 普遍應(yīng)用于物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、微電子等眾多領(lǐng)域。重慶涂層納米力學(xué)測試參考價納米力學(xué)測試的發(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。

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對納米元器件的電測量——電壓、電阻和電流——都帶來了一些特有的困難,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)測量工作帶來了種種限制。在任何測量中,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1mV的信號進(jìn)行測量,但在一個太歐姆的信號源上測量同樣的1mV的信號是現(xiàn)實的。

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。納米纖維機械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強度、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械測試儀器上。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的變形和斷裂機制,為納米材料的設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。

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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)作為試件柵,然后對這兩組柵線干涉形成的云紋進(jìn)行納米級變形測量。運用該方法對高定向裂解石墨的納米級變形應(yīng)變進(jìn)行測試,得到隨掃描范圍變化的應(yīng)變場。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。廣東空心納米力學(xué)測試方法

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。河南紡織納米力學(xué)測試

應(yīng)用舉例:納米纖維拉伸測試,納米力學(xué)測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學(xué)分析較常見的方法。用Pt-EBID將納米纖維兩端分別固定在FT-S微力傳感探針和樣品架上,拉伸直至斷裂。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線計算得到混合納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為375MPa/706Mpa,金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進(jìn)行各種機械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進(jìn)行納米機器人制樣和力學(xué)測試。并且由于納米纖維軸向形變(延長)小,高位移分辨率和優(yōu)異的位置穩(wěn)定性(位置漂移?。τ诰_一定測量是至關(guān)重要的。河南紡織納米力學(xué)測試

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