2005 年,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的曾華榮研究員在國(guó)內(nèi)率先單獨(dú)開(kāi)發(fā)出定頻成像模式的AFAM,但不能測(cè)量模量。隨后,同濟(jì)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等單位也對(duì)這種成像模式進(jìn)行了研究。2011 年初,我們研究組將雙頻共振追蹤技術(shù)用于AFAM,實(shí)現(xiàn)了快速的納米模量成像(一幅256×256 像素的圖像只需1~2min),并對(duì)其準(zhǔn)確度和靈敏度進(jìn)行了系統(tǒng)研究。較近幾年,AFAM 引起了越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。然而,相對(duì)于其他AFM 模式,AFAM 的測(cè)量原理涉及梁振動(dòng)力學(xué)和接觸力學(xué),初學(xué)者不容易掌握。原子力顯微鏡(AFM)在納米力學(xué)測(cè)試中發(fā)揮著重要作用,可實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。深圳科研院納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)
金屬玻璃納米線的熱機(jī)械蠕變測(cè)試,金屬玻璃由于其獨(dú)特的力學(xué)性能,如高彈性極限和高斷裂韌性,而受到越來(lái)越多的關(guān)注。而且,其寬的過(guò)冷液態(tài)區(qū)間開(kāi)啟了超塑成形的材料加工工藝。因此定量研究金屬玻璃的熱機(jī)械行為是至關(guān)重要的。右圖顯示了針對(duì)金屬玻璃超塑性性能的研究。金屬玻璃納米線通過(guò)Pt基電子束沉積方法固定在FT-S微力傳感探針和樣品臺(tái)之間。在進(jìn)行蠕變測(cè)試時(shí)(施加固定拉伸力來(lái)測(cè)量樣品的形變量),納米力學(xué)測(cè)試采用對(duì)納米線通電加熱來(lái)控制納米線溫度。這樣可測(cè)試納米線在不同溫度下的熱機(jī)械蠕變性能。納米力學(xué)動(dòng)態(tài)測(cè)試廠家直銷(xiāo)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。
英國(guó):國(guó)家物理研究所對(duì)各種納米測(cè)量?jī)x器與被測(cè)對(duì)象之間的幾何與物理間的相互作用進(jìn)行了詳盡的研究,繪制了各種納米測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍的理論框架,其研制的微形貌納米測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍是0.01n m~3n m和0.3n m~100n m。Warwick大學(xué)的Chetwynd博士利用X光干涉儀對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)用的波長(zhǎng)進(jìn)行細(xì)分研究,他利用薄硅片分解和重組X光光束來(lái)分析干涉圖形,從干涉儀中提取的干涉條紋與硅晶格有相等的間距,該間距接近0.2nm,他依此作為校正精密位移傳感器的一種亞納米尺度。Queensgate儀器公司設(shè)計(jì)了一套納米定位裝置,它通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)元件和電容位置傳感器相結(jié)合的控制裝置達(dá)到納米級(jí)的分辨率和定位精度。
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(lái)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(kāi)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(lái)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(kāi)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。納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果對(duì)于預(yù)測(cè)納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價(jià)值。
與傳統(tǒng)硬度計(jì)算不同的是,A 值不是由壓痕照片得到,而是根據(jù) “接觸深度” hc(nm) 計(jì)算得到的。具體關(guān)系式需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定,根據(jù)壓頭形狀的不同,一般采用多項(xiàng)式擬合的方法,比如針對(duì)三角錐形壓頭,其擬合結(jié)果為:A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計(jì)算得出:hc = h - ε P max/S,式中,ε是與壓頭形狀有關(guān)的常數(shù),對(duì)于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過(guò)對(duì)載荷-位移曲線的卸載部分進(jìn)行擬合,再對(duì)擬合函數(shù)求導(dǎo)得出,即,式中Q 為擬合函數(shù)。這樣通過(guò)試驗(yàn)得到載荷-位移曲線,測(cè)量和計(jì)算試驗(yàn)過(guò)程中的載荷 P、壓痕深度h和卸載曲線初期的斜率S,就可以得到樣品的硬度值。該技術(shù)通過(guò)記錄連續(xù)的載荷-位移、加卸載曲線,可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應(yīng)力等指標(biāo),它克服了傳統(tǒng)壓痕測(cè)量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質(zhì)等缺陷,同時(shí)也提高了硬度的檢測(cè)精度,使得邊加載邊測(cè)量成為可能,為檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。納米力學(xué)測(cè)試旨在探究微觀尺度下材料的力學(xué)性能,為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供有力支持。納米力學(xué)動(dòng)態(tài)測(cè)試廠家直銷(xiāo)
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。深圳科研院納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)
在AFAM 測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面,Hurley 等開(kāi)發(fā)了一套基于快速數(shù)字信號(hào)處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統(tǒng)。這一測(cè)試系統(tǒng)可以根據(jù)上一像素點(diǎn)的接觸共振頻率自動(dòng)調(diào)整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開(kāi)發(fā)出一套稱(chēng)為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測(cè)試系統(tǒng),可以同時(shí)對(duì)探針兩階模態(tài)的接觸共振頻率和品質(zhì)因子進(jìn)行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開(kāi)發(fā)了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應(yīng)用于AFAM 定量化成像中,可以同時(shí)獲得探針的共振頻率和品質(zhì)因子。日本的Yamanaka 等利用PLL(phase locked loop) 電路實(shí)現(xiàn)了UAFM 接觸共振頻率追蹤。深圳科研院納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)