在AFAM 測試系統(tǒng)開發(fā)方面,Hurley 等開發(fā)了一套基于快速數(shù)字信號處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統(tǒng)。這一測試系統(tǒng)可以根據(jù)上一像素點的接觸共振頻率自動調整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開發(fā)出一套稱為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測試系統(tǒng),可以同時對探針兩階模態(tài)的接觸共振頻率和品質因子進行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開發(fā)了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應用于AFAM 定量化成像中,可以同時獲得探針的共振頻率和品質因子。日本的Yamanaka 等利用PLL(phase locked loop) 電路實現(xiàn)了UAFM 接觸共振頻率追蹤。納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學響應機制,從而推動納米科學的發(fā)展。湖北空心納米力學測試儀
光催化納米材料在水處理中的應用,光催化微納米材料以將廢水中的有機污染物迅速轉化、分解為水和二氧化碳等無害物質,有效地提高了處理效率與處理質量。人們常用的處理廢水中有機物的光催化微納米材料是N型半導體材料,較具表示性的是納米Ti02,Ti02的發(fā)現(xiàn)與應用為污水中有害物質與水的完全催化分解開辟了新的道路,且不會產生二次污染,具有很高的化學穩(wěn)定性與較廣的作用范圍。此外,在無機廢水的處理中,由于納米顆粒表面的無機物具有光化學活性,可以通過高氧化態(tài)吸附汞、銀等貴微納米材料在水處理中的應用研究,不只消除了工業(yè)廢水的毒性,還可以從污水廢水中回收貴金屬。福建金屬納米力學測試廠家通過納米力學測試,我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時的變形和破壞機制。
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(fā)生的是彈性變形,隨著載荷進一步提高,塑性變形開始出現(xiàn)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(tǒng)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 )。
納米劃痕法,納米劃痕硬度計主要是通過測量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過程,進而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設計主要有兩種方案 納米劃痕計和壓痕計,合二為一即劃痕計的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計提供,同時記錄勻速移動的試樣臺的位移,使壓頭沿試樣表面進行刻劃,切向力由壓桿上的兩個相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計和壓痕計相互單獨。納米劃痕硬度計,不只可以研究材料的摩擦磨損行為,還普遍應用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對刻劃材料來說,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際摩擦也是十分重要的。目前,該類儀器已普遍應用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質量檢測。在生物醫(yī)學領域,納米力學測試有助于了解細胞與納米材料的相互作用機制。
經過三十年的發(fā)展,目前科學家在AFM 基礎上實現(xiàn)了多種測量和表征材料不同性能的應用模式。利用原子力顯微鏡,人們實現(xiàn)了對化學反應前后化學鍵變化的成像,研究了化學鍵的角對稱性質以及分子的側向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動單個原子所需要施加的作用力。各種不同的應用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個方面的性能。基于AFM 的定量化納米力學測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學顯微術和基于輕敲模式的動態(tài)多頻技術。解決方案之一:采用新型納米材料,提高力學性能,拓寬應用范圍。福建金屬納米力學測試廠家
測試內容豐富多樣,包括硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)等,助力材料研究。湖北空心納米力學測試儀
量子效應決定物理系統(tǒng)內個別原子間的相互作用力。在納米力學中用一些原子間勢能的平均數(shù)學模型引入量子效應。在經典多體動力學內加入原子間勢能提供了納米結構和原子尺寸決定性的力學模型。數(shù)據(jù)方法求解這些模型稱為分子動力學(MD),有時稱為分子力學。非決定性數(shù)字近似包括蒙特卡羅,動力蒙卡羅和其它方法。現(xiàn)代的數(shù)字工具也包括交叉通用近似,允許同時和連續(xù)利用原子尺寸的模型。發(fā)展這些復雜的模型是另一應用力學的研究課題。湖北空心納米力學測試儀