縱觀納米測量技術(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)的測量方法基礎(chǔ)上,應(yīng)用先進(jìn)的測試儀器解決應(yīng)用物理和微細(xì)加工中的納米測量問題,分析各種測試技術(shù),提出改進(jìn)的措施或新的測試方法;二是發(fā)展建立在新概念基礎(chǔ)上的測量技術(shù),利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應(yīng)用于測量系統(tǒng)中,它將成為未來納米測量的發(fā)展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發(fā)展。建立相應(yīng)的納米測量環(huán)境一直是實(shí)現(xiàn)納米測量亟待解決的問題之一,而且在不同的測量方法中需要的納米測量環(huán)境也是不同的。對(duì)納米材料和納米器件的研究和發(fā)展來說,表征和檢測起著至關(guān)重要的作用。由于人們對(duì)納米材料和器件的許多基本特征、結(jié)構(gòu)和相互作用了解得還不很充分,使其在設(shè)計(jì)和制造中存在許多的盲目性,現(xiàn)有的測量表征技術(shù)就存在著許多問題。此外,由于納米材料和器件的特征長度很小,測量時(shí)產(chǎn)生很大擾動(dòng),以至產(chǎn)生的信息并不能完全表示其本身特性。這些都是限制納米測量技術(shù)通用化和應(yīng)用化的瓶頸,因此,納米尺度下的測量無論是在理論上,還是在技術(shù)和設(shè)備上都需要深入研究和發(fā)展。納米力學(xué)測試可以用于評(píng)估納米材料的耐久性和壽命,為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和使用提供參考依據(jù)。廣西空心納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
用透射電鏡可評(píng)估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢。AFM對(duì)于樣品的要求較低,AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進(jìn)行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測量、記錄、分析等多項(xiàng)步驟,電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。福建新能源納米力學(xué)測試方法納米力學(xué)測試可用于研究納米顆粒在膠體、液態(tài)等介質(zhì)中的相互作用行為。
納米壓痕技術(shù),納米壓痕技術(shù)是一種直接測量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過在納米尺度下施加一個(gè)小的壓痕負(fù)荷,通過測量壓痕的深度和形狀來推算材料的力學(xué)性質(zhì)。納米壓痕技術(shù)一般使用壓痕儀進(jìn)行測試。在進(jìn)行納米壓痕測試時(shí),樣品通常需要進(jìn)行前處理,例如制備平整的表面或進(jìn)行退火處理。測試過程中,將頂端負(fù)載在材料表面上,并控制負(fù)載的大小和施加時(shí)間。然后,通過測量壓痕的深度和直徑來計(jì)算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術(shù)普遍應(yīng)用于納米硬度測試、薄膜力學(xué)性質(zhì)研究等領(lǐng)域。
AFAM 方法較早是由德國佛羅恩霍夫無損檢測研究所Rabe 等在1994 年提出的。1996 年Rabe 等詳細(xì)分析了探針自由狀態(tài)以及針尖與樣品表面接觸情況下微懸臂的動(dòng)力學(xué)特性,建立了針尖與樣品接觸時(shí)共振頻率與接觸剛度之間的定量化關(guān)系。之后,他們還給出了考慮針尖與樣品側(cè)向接觸、針尖高度及微懸臂傾角影響的微懸臂振動(dòng)特征方程。他們?cè)谶@方面的主要工作奠定了AFAM 定量化測試的理論基礎(chǔ)。Reinstaedtler 等利用光學(xué)干涉法對(duì)探針懸臂梁的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了測量。Turner 等采用解析方法和數(shù)值方法對(duì)比了針尖樣品之間分別存在線性和非線性相互作用時(shí),點(diǎn)質(zhì)量模型和Euler-Bernoulli 梁模型描述懸臂梁動(dòng)態(tài)特性的異同。納米壓痕技術(shù)作為一種常見測試方法,可實(shí)時(shí)監(jiān)測材料在微觀層面的力學(xué)性能。
納米壓痕儀簡介,近年來,國內(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試,測試結(jié)果通過力與壓入深度的曲線計(jì)算得出,無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,壓頭壓入載荷的測量和控制通過應(yīng)變儀來完成,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)。跨學(xué)科合作,推動(dòng)納米力學(xué)測試技術(shù)不斷創(chuàng)新,滿足多領(lǐng)域需求。湖南汽車納米力學(xué)測試
通過納米力學(xué)測試,可以測量納米材料的彈性模量、硬度和斷裂韌性等力學(xué)性能。廣西空心納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
有限元數(shù)值分析方面,Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測量了鈮薄膜的壓入模量,并進(jìn)行了對(duì)比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響,給出了一種將實(shí)驗(yàn)測試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合,確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實(shí)際情況中的多種影響因素,精度相對(duì)較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測探針接觸共振頻率變化對(duì)針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測量的方法。廣西空心納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)