納米壓痕技術也稱深度敏感壓痕技術（Depth-Sensing Indentation， DSI)，是較簡單的測試材料力學性質的方法之一，可以在納米尺度上測量材料的各種力學性質，如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應變硬化效應、粘彈性或蠕變行為等。納米壓痕理論，納米壓痕試驗中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發生的是彈性變形，隨著載荷進一步提高，塑性變形開始出現并逐步增大；卸載過程主要是彈性變形恢復的過程，而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷，hmax 為較大位移，hf為卸載后的位移，S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計算仍采用傳統的硬度公式H =P/A。式中，H 為硬度 (GPa)；P 為較大載荷 ( μ N)，即上文中的 P max ；A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 納米力學測試可以用于評估納米材料的耐久性和壽命，為產品的設計和使用提供參考依據。廣東科研院納米力學測試系統

原子力顯微鏡(AFM)，原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy，簡稱AFM)是一種常用的納米級力學性質測試方法。它通過在納米尺度下測量材料表面的力與距離之間的關系，來獲得材料的力學性質信息。AFM的基本工作原理是利用一個具有納米的探針對樣品表面進行掃描，并測量在探針與樣品之間的力的變化。使用AFM可以獲得材料的力學性質參數，如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外，AFM還可以進行納米級別的形貌表征，使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結構。湖南汽車納米力學測試原理納米力學測試可以解決納米材料在制備和應用過程中的力學問題，提高納米材料的性能和穩定性。

即使源電阻大幅降低至1MW，對一個1mV的信號的測量也接近了理論極限，因此要使用一個普通的數字多用表（DMM）進行測量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外，許多DMM在測量電壓時的輸入偏移電流很高，而相對于那些納米技術[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測量儀器而言，DMM的輸入電阻又過低。這些特點增加了測量的噪聲，給電路帶來不必要的干擾，從而造成測量的誤差。系統搭建完畢后，必須對其性能進行校驗，而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節中將對降低這些誤差的一些途徑進行探討。

AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動來對材料納米尺度的彈性性能進行成像或測量。AFAM 于20 世紀90 年代中期由德國薩爾布呂肯無損檢測研究所的Rabe 博士(女) 首先提出，較初為單點測量模式。2000 年前后，她們采用逐點掃頻的方式實現了模量成像功能，但是成像的速度很慢，一幅128×128 像素的圖像需要大約30min，導致圖像的熱漂移比較嚴重。2005 年，美國國家標準局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動，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)。測試設置需精確控制實驗條件，以消除外部干擾，確保實驗結果的準確性。

借助電子顯微鏡(EM)的原位納米力學測試法，利用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡(TEM)的高分辨率成像，在EM 真空腔內進行原位納米力學測試，根據納米試樣在EM真空腔中加載方式不同分為諧振法和拉伸法。原位測試法的較大優點是能夠在 SEM 中實時觀測試樣的失效引發過程，甚至能夠用 TEM 對缺陷成核和擴展情況進行原子級分辨率的實時觀測;缺點是需在 EM 真空腔內對納米試樣施加載荷，限制了其加載環境，并且加載力的檢測還需其他裝置才能完成。在進行納米力學測試時，需要注意避免外界干擾和噪聲對測試結果的影響。廣州表面微納米力學測試系統

隨著納米技術的不斷發展，納米力學測試技術也在不斷更新換代，以適應更高精度的測試需求。廣東科研院納米力學測試系統

主要的微納米力學測量技術：1、微納米壓痕測試技術，1.1壓入測試技術，壓人測試技術是較初的是表征各種材料力學性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀初的定量硬度測試方法。傳統的壓人測試技術是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預設的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測量殘余壓痕的尺寸計算相關的硬度指數。但壓入測試技術的缺陷在所能夠表征的材料力學參量局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。1.2 微納米壓痕測試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復合化方向飛速發展，在微納米尺度作用區域上開展微納米壓痕測試已被普遍用作評價材料因微觀結構變化面誘發力學性能變化以及獲得材料物性轉變等新現象、新規律的重要工具。所能夠表征的材料力學參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。廣東科研院納米力學測試系統