納米壓痕技術(shù)也稱深度敏感壓痕技術(shù)(Depth-Sensing Indentation, DSI),是較簡單的測試材料力學(xué)性質(zhì)的方法之一,可以在納米尺度上測量材料的各種力學(xué)性質(zhì),如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、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(jìn)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(fù)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 )。 納米力學(xué)測試在航空航天領(lǐng)域,為超輕、強度高材料研發(fā)提供支持。湖南核工業(yè)納米力學(xué)測試技術(shù)
原位納米壓痕儀的主要功能為:安裝于SEM或者FIB中,可以對金屬材料、陶瓷材料、生物材料及復(fù)合材料等各種材料精確施加載荷、檢測形變量。在電鏡下進(jìn)行壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學(xué)性能測試;此外,還可研究材料在動態(tài)力、熱等多場耦合條件下結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。ALEMNIS原位納米壓痕儀可與多種分析設(shè)備聯(lián)用,如掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡和同步輻射裝置等,并實現(xiàn)多種應(yīng)用場景。該原位納米壓痕儀是一款能實現(xiàn)本征位移控制模式的壓痕儀。依托于該設(shè)備的精巧設(shè)計及精細(xì)加工,對于不同的應(yīng)用場景,其均具有靈活性、精確性和可重復(fù)性。福建汽車納米力學(xué)測試納米力學(xué)測試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行,以保證測試的準(zhǔn)確性。
特點:能同時實現(xiàn)SEM/FIB高分辨成像和納米力學(xué)性能測試,力學(xué)測量范圍0.5nN-200mN(9個數(shù)量級),位移測量范圍0.05nm-21mm(9個數(shù)量級),五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)閉環(huán)控制保證樣品和微力傳感探針的精確對準(zhǔn),能在SEM/FIB較佳工作距離下實現(xiàn)高分辨成像(可達(dá)4mm)以及FIB切割和沉積,五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)位移記錄器實現(xiàn)樣品臺上多樣品的自動測試和掃描,導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng),能夠通過力和位移兩種控制模式實現(xiàn)各種力學(xué)測試,例如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、循環(huán)和斷裂測試等,電性能測試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)和電學(xué)性能同步測試(樣品座配備6個電極)導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng),實現(xiàn)力學(xué)性能測試與其他SEM/FIB原位分析手段聯(lián)用,如EDX、EBSD、離子束沉積和切割,兼容于SEM本身的樣品臺,安裝和卸載快捷方便。
將近場聲學(xué)和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)是近些年來發(fā)展的納米力學(xué)測試方法。掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)有多種應(yīng)用模式,如超聲力顯微術(shù)(ultrasonic force microscopy,UFM)、原子力聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy,AFAM)、超聲原子力顯微術(shù)(ultrasonic atomic force microscopy,UAFM),掃描聲學(xué)力顯微術(shù)(scanning acoustic force microscopy,SAFM)等。在以上幾種應(yīng)用模式中,以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應(yīng)用較為普遍,有時也將它們統(tǒng)稱為接觸共振力顯微術(shù)(contact resonance force microscopy,CRFM)。納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展為納米材料在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更多可能性。
電子/離子束云紋法和電鏡掃描云紋法,利用電子/離子?xùn)|抗蝕劑制作出10000線/mm的電子/離子?xùn)|云紋光柵,這種光柵的應(yīng)用頻率范圍為40~20000線/mm,柵線的較小寬度可達(dá)到幾十納米。電鏡掃描條紋的倍增技術(shù)用于單晶材料納米級變形測量。其原理是:在測量中,單晶材料的晶格結(jié)構(gòu)由透射電鏡(TEM)采集并記錄在感光膠片上作為試件柵,以幾何光柵為參考柵,較終通過透射電鏡放大倍數(shù)與試件柵的頻率關(guān)系對上述兩柵的干涉云紋進(jìn)行分析,即可獲得單晶材料表面微小的應(yīng)變場。STM/晶格光柵云紋法,隧道顯微鏡(STM)納米云紋法是測量表面位移的新技術(shù)。測量中,把掃描隧道顯微鏡的探針掃描線作為參考柵,把物質(zhì)原子晶格柵結(jié)構(gòu)作為試件柵,然后對這兩組柵線干涉形成的云紋進(jìn)行納米級變形測量。運用該方法對高定向裂解石墨的納米級變形應(yīng)變進(jìn)行測試,得到隨掃描范圍變化的應(yīng)變場。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)響應(yīng)機(jī)制,從而推動納米科學(xué)的發(fā)展。湖南核工業(yè)納米力學(xué)測試技術(shù)
納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的研究和開發(fā),以及納米器件的設(shè)計和制造。湖南核工業(yè)納米力學(xué)測試技術(shù)
銀微納米材料,微納米材料的性能受到其形貌的影響,不同維度類型的銀微納米材料有著不同的應(yīng)用范圍。零維的銀納米材料包括銀原子和粒徑小于15nm 的銀納米粉,主要提高催化性能、 抗細(xì)菌及光性能:一維的銀納米線由化學(xué)還原法制備,主要用于透明納米銀線薄膜制備的柔性電子器件;二維的銀微納米片可用球磨法、光誘導(dǎo)法、模板法等方法制備,其在導(dǎo)電漿料及電子元器件等方面有普遍的應(yīng)用:三維的銀微納米材料包括球形和異形銀粉,球形銀粉主要用于導(dǎo)電漿料填充物,異形銀粉主要應(yīng)用催化、光學(xué)等方面。改善制備方法,實現(xiàn)微納米材雨的形貌授制,提升產(chǎn)物穩(wěn)定性,是銀納米材料研究的發(fā)展方向。預(yù)覽與源文檔一致,下載高清無水印微納米技術(shù)是一門擁有廣闊應(yīng)用前景的高新技術(shù),不只在材料科學(xué)領(lǐng)域,微納米材料有著普遍的應(yīng)用,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中,微納米材料的應(yīng)用實例不勝枚舉。湖南核工業(yè)納米力學(xué)測試技術(shù)