納米劃痕法,納米劃痕硬度計(jì)主要是通過(guò)測(cè)量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過(guò)程,進(jìn)而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案 納米劃痕計(jì)和壓痕計(jì),合二為一即劃痕計(jì)的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計(jì)提供,同時(shí)記錄勻速移動(dòng)的試樣臺(tái)的位移,使壓頭沿試樣表面進(jìn)行刻劃,切向力由壓桿上的兩個(gè)相互垂直的力傳感器測(cè)量納米劃痕硬度計(jì)和壓痕計(jì)相互單獨(dú)。納米劃痕硬度計(jì),不只可以研究材料的摩擦磨損行為,還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對(duì)刻劃材料來(lái)說(shuō),不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù),而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實(shí)際摩擦也是十分重要的。目前,該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測(cè)。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。湖北工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試方法
納米硬度計(jì)主要由移動(dòng)線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運(yùn)動(dòng)由移動(dòng)線圈控制,改變線圈電流的大小即可實(shí)現(xiàn)壓頭的軸向位移,帶動(dòng)壓頭垂直壓向試件表面,在試件表面產(chǎn)生壓力。移動(dòng)線圈設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于既要滿足較大量程的需要,還必須有很高的分辨率,以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移和精確測(cè)量。壓頭載荷的測(cè)量和控制是通過(guò)應(yīng)變儀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號(hào)再反饋到移動(dòng)線圈上.如此可進(jìn)行閉環(huán)控制,以實(shí)現(xiàn)限定載荷和壓深痕實(shí)驗(yàn)。整個(gè)壓入過(guò)程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行??稍诰€測(cè)量位移與相應(yīng)的載荷,并建立兩者之間的關(guān)系壓頭大多為金剛石壓頭,常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical壓頭。重慶核工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試納米力學(xué)測(cè)試可以應(yīng)用于納米材料的力學(xué)模擬和仿真,加速納米材料的研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程。
納米力學(xué)(Nanomechanics)是研究納米范圍物理系統(tǒng)的基本力學(xué)(彈性,熱和動(dòng)力過(guò)程)的一個(gè)分支。納米力學(xué)為納米技術(shù)提供科學(xué)基礎(chǔ)。作為基礎(chǔ)科學(xué),納米力學(xué)以經(jīng)驗(yàn)原理(基本觀察)為基礎(chǔ),包括:一般力學(xué)原理和物體變小而出現(xiàn)的一些特別原理。納米力學(xué)(Nanomechanics)是研究納米范圍物理系統(tǒng)基本力學(xué)性質(zhì)(彈性,熱和動(dòng)力過(guò)程)的納米科學(xué)的一個(gè)分支。納米力學(xué)為納米技術(shù)提供了科學(xué)基礎(chǔ)。納米力學(xué)是經(jīng)典力學(xué),固態(tài)物理,統(tǒng)計(jì)力學(xué),材料科學(xué)和量子化學(xué)等的交叉學(xué)科。
經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展,目前科學(xué)家在AFM 基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多種測(cè)量和表征材料不同性能的應(yīng)用模式。利用原子力顯微鏡,人們實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)鍵變化的成像,研究了化學(xué)鍵的角對(duì)稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測(cè)量了在材料表面移動(dòng)單個(gè)原子所需要施加的作用力。各種不同的應(yīng)用模式可以獲得被測(cè)樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個(gè)方面的性能?;贏FM 的定量化納米力學(xué)測(cè)試方法主要有力—距離曲線測(cè)試、掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)和基于輕敲模式的動(dòng)態(tài)多頻技術(shù)。納米力學(xué)測(cè)試的前沿研究方向包括多功能材料力學(xué)、納米結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域。
日本:S.Yoshida主持的Yoshida納米機(jī)械項(xiàng)目主要進(jìn)行以下二個(gè)方面的研究:⑴.利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量,已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量;⑵.利用激光干涉儀測(cè)距,在激光干涉儀中其開(kāi)發(fā)的雙波長(zhǎng)法限制了空氣湍流造成的誤差影響;其實(shí)驗(yàn)裝置具有1n m的測(cè)量控制精度。日本國(guó)家計(jì)量研究所(NRLM)研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀,該所精密測(cè)量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類的研究,如硅晶格間距、磁通量等,其掃描微動(dòng)系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的微動(dòng)工作臺(tái)。通過(guò)納米力學(xué)測(cè)試,可以測(cè)量材料的硬度、彈性模量、粘附性等關(guān)鍵參數(shù)。甘肅納米力學(xué)測(cè)試廠家供應(yīng)
納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)為納米材料在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。湖北工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試方法
納米測(cè)量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量,這個(gè)技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量。國(guó)外于1982年發(fā)明并使其發(fā)明者Binnig和Rohrer(美國(guó))榮獲1986年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)的掃描隧道顯微鏡(STM)。1986年,Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測(cè)量近10-18N的表面力,將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結(jié)合,發(fā)明了原子力顯微鏡,在空氣中測(cè)量,達(dá)到橫向精度3n m和垂直方向0.1n m的分辨率。California大學(xué)S.Alexander等人利用光杠桿實(shí)現(xiàn)的原子力顯微鏡初次獲得了原子級(jí)分辨率的表面圖像。湖北工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試方法