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。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí),需要選擇合適的測(cè)試方法和參數(shù),以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。河北電線電纜納米力學(xué)測(cè)試
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,納米尺度材料的研究變得越來越重要。納米尺度材料具有獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì),與傳統(tǒng)材料相比有著許多不同之處。為了深入了解和研究納米尺度材料的力學(xué)性質(zhì),科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種先進(jìn)的測(cè)試方法。在本文中,我將分享一些納米尺度下常用的材料力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法,研究人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的方法來進(jìn)行材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試與研究。納米尺度下力學(xué)性質(zhì)的研究對(duì)于深入了解材料的力學(xué)行為、提高材料性能以及開發(fā)新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠?qū)ο嚓P(guān)研究和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)和幫助。廣州新能源納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)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。
德國(guó):T.Gddenhenrich等研制了電容式位移控制微懸臂原子力顯微鏡。在PTB進(jìn)行了一系列稱為1nm級(jí)尺寸精度的計(jì)劃項(xiàng)目,這些研究包括:①.提高直線和角度位移的計(jì)量;②.研究高分辨率檢測(cè)與表面和微結(jié)構(gòu)之間的物理相互作用,從而給出微形貌、形狀和尺寸的測(cè)量。已完成亞納米級(jí)的一維位移和微形貌的測(cè)量。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制了用于研究多種微位移測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)的高精度微位移差拍激光干涉儀。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、清華大學(xué)等研制了用于大范圍納米測(cè)量的差拍法―珀干涉儀,其分辨率為0.3nm,測(cè)量范圍±1.1μm,總不確定度優(yōu)于3.5nm。中國(guó)計(jì)量學(xué)院朱若谷提出了一種能補(bǔ)償環(huán)境影響、插入光纖傳光介質(zhì)的補(bǔ)償式光纖雙法布里―珀羅微位移測(cè)量系統(tǒng),適合于納米級(jí)微位移測(cè)量,可用于檢定其它高精度位移傳感器、幾何量計(jì)量等。
納米壓痕試驗(yàn)舉例,試驗(yàn)材料取單晶鋁,試驗(yàn)在美國(guó) MTS 公司生產(chǎn)的 Nano Indenter XP 型納米硬度儀以及美國(guó) Digital Instruments 公司生產(chǎn)的原子力顯微鏡 (AFM) 上進(jìn)行。首先將試樣放到納米硬度儀上進(jìn)行壓痕試驗(yàn),根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同,試驗(yàn)時(shí)間從數(shù)十分鐘到若干小時(shí)不等,中間過程不需人工干預(yù)。試驗(yàn)結(jié)束后,納米壓痕儀自動(dòng)計(jì)算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗(yàn)中對(duì)單晶鋁(110) 面進(jìn)行檢測(cè),設(shè)置壓痕深度為1.5 μ m,共測(cè)量三點(diǎn),較終結(jié)果取三點(diǎn)的平均值。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試前,需要對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行表面處理和尺寸測(cè)量,以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
國(guó)內(nèi)的江西省科學(xué)院、清華大學(xué)、南昌大學(xué)等采用掃描探針顯微鏡系列,如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等,對(duì)高精度納米和亞納米量級(jí)的光學(xué)超光滑表面的粗糙度和微輪廓進(jìn)行測(cè)量研究。天津大學(xué)劉安偉等在量子隧道效應(yīng)的基礎(chǔ)上,建立了適用于平坦表面的掃描隧道顯微鏡微輪廓測(cè)量的數(shù)學(xué)模型,仿真結(jié)果較好地反映了掃描隧道顯微鏡對(duì)樣品表面輪廓的測(cè)量過程。清華大學(xué)李達(dá)成等研制成功在線測(cè)量超光滑表面粗糙度的激光外差干涉儀,該儀器以穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器作為光源,共光路設(shè)計(jì)提高了抗外界環(huán)境干擾的能力,其縱向和橫向分辨率分別為0.39nm和0.73μm。李巖等提出了一種基于頻率分裂激光器光強(qiáng)差法的納米測(cè)量原理。通過納米力學(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。廣州新能源納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)
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)響應(yīng)機(jī)制,從而推動(dòng)納米科學(xué)的發(fā)展。河北電線電纜納米力學(xué)測(cè)試
納米壓痕儀的應(yīng)用,納米壓痕儀可適用于有機(jī)或無機(jī)、軟質(zhì)或硬質(zhì)材料的檢測(cè)分析,包括PVD、CVD、PECVD薄膜,感光薄膜,彩繪釉漆,光學(xué)薄膜,微電子鍍膜,保護(hù)性薄膜,裝飾性薄膜等等?;w可以為軟質(zhì)或硬質(zhì)材料,包括金屬、合金、半導(dǎo)體、玻璃、礦物和有機(jī)材料等。半導(dǎo)體技術(shù)(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads);存儲(chǔ)材料(磁盤的保護(hù)層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護(hù)層);光學(xué)組件(接觸鏡頭、光纖、光學(xué)刮擦保護(hù)層);金屬蒸鍍層;防磨損涂層(TiN, TiC, DLC, 切割工具);藥理學(xué)(藥片、植入材料、生物組織);工程學(xué)(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業(yè)。河北電線電纜納米力學(xué)測(cè)試