借助电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法,利用扫描电子显微镜或透射电子显微镜(TEM)的高分辨率成像,在EM 真空腔内进行原位纳米力学测试,根据纳米试样在EM真空腔中加载方式不同分为谐振法和拉伸法。原位测试法的较大优点是能够在 SEM 中实时观测试样的失效引发过程,甚至能够用 TEM 对缺陷成核和扩展情况进行原子级分辨率的实时观测;缺点是需在 EM 真空腔内对纳米试样施加载荷,限制了其加载环境,并且加载力的检测还需其他装置才能完成。纳米力学测试通常在真空或者液体环境下进行,以保证测试的准确性。湖北高精度纳米力学测试系统
纳米压痕法:纳米压痕硬度法是一类测量材料表面力学性能 的先进技术。其原理是在加载过程中 试样表面在压头作用下首先发生弹性变形,随着载荷的增加试样开始发生塑性变形,加载曲线呈非线性,卸载曲线反映被测物体的弹性恢复过程。通过分析加卸载曲线可以得到材料的硬度和弹性模量等参量。纳米压痕法不只可以测量材料的硬度和弹性模量,还可以根据压头压缩过程中脆性材料产生的裂纹估算材料的断裂韧性,根据材料的位移压力曲线与时间的相关性获悉材料的蠕变特性。除此之外,纳米压痕法还用于纳米膜厚度、微结构,如微梁的刚度与挠度等的测量。广东纳米力学测试市场价格纳米力学测试可以用于评估纳米材料的性能和质量,以确保其在实际应用中的可靠性。
将近场声学和扫描探针显微术相结合的扫描探针声学显微术是近些年来发展的纳米力学测试方法。扫描探针声学显微术有多种应用模式,如超声力显微术(ultrasonic force microscopy,UFM)、原子力声学显微术(atomic force acoustic microscopy,AFAM)、超声原子力显微术(ultrasonic atomic force microscopy,UAFM),扫描声学力显微术(scanning acoustic force microscopy,SAFM)等。在以上几种应用模式中,以基于接触共振检测的AFAM 和UAFM 这两种方法应用较为普遍,有时也将它们统称为接触共振力显微术(contact resonance force microscopy,CRFM)。
纳米测量技术是利用改制的扫描隧道显微镜进行微形貌测量,这个技术已成功的应用于石墨表面和生物样本的纳米级测量。国外于1982年发明并使其发明者Binnig和Rohrer(美国)荣获1986年物理学诺贝尔奖的扫描隧道显微镜(STM)。1986年,Binnig等人利用扫描隧道显微镜测量近10-18N的表面力,将扫描隧道显微镜与探针式轮廓仪相结合,发明了原子力显微镜,在空气中测量,达到横向精度3n m和垂直方向0.1n m的分辨率。California大学S.Alexander等人利用光杠杆实现的原子力显微镜初次获得了原子级分辨率的表面图像。利用纳米力学测试,可以评估纳米材料的可靠性和耐久性。
AFAM 方法较早是由德国佛罗恩霍夫无损检测研究所Rabe 等在1994 年提出的。1996 年Rabe 等详细分析了探针自由状态以及针尖与样品表面接触情况下微悬臂的动力学特性,建立了针尖与样品接触时共振频率与接触刚度之间的定量化关系。之后,他们还给出了考虑针尖与样品侧向接触、针尖高度及微悬臂倾角影响的微悬臂振动特征方程。他们在这方面的主要工作奠定了AFAM 定量化测试的理论基础。Reinstaedtler 等利用光学干涉法对探针悬臂梁的振动模态进行了测量。Turner 等采用解析方法和数值方法对比了针尖样品之间分别存在线性和非线性相互作用时,点质量模型和Euler-Bernoulli 梁模型描述悬臂梁动态特性的异同。纳米力学测试的前沿研究方向包括多功能材料力学、纳米结构动力学等领域。湖北高精度纳米力学测试系统
纳米力学测试在材料设计和产品开发中发挥着重要作用,能够提供关键的力学性能参数。湖北高精度纳米力学测试系统
纳米压痕仪的应用,纳米压痕仪可适用于有机或无机、软质或硬质材料的检测分析,包括PVD、CVD、PECVD薄膜,感光薄膜,彩绘釉漆,光学薄膜,微电子镀膜,保护性薄膜,装饰性薄膜等等。基体可以为软质或硬质材料,包括金属、合金、半导体、玻璃、矿物和有机材料等。半导体技术(钝化层、镀金属、Bond Pads);存储材料(磁盘的保护层、磁盘基底上的磁性涂层、CD的保护层);光学组件(接触镜头、光纤、光学刮擦保护层);金属蒸镀层;防磨损涂层(TiN, TiC, DLC, 切割工具);药理学(药片、植入材料、生物组织);工程学(油漆涂料、橡胶、触摸屏、MEMS)等行业。湖北高精度纳米力学测试系统