納米壓痕試驗(yàn)舉例,試驗(yàn)材料取單晶鋁,試驗(yàn)在美國(guó) MTS 公司生產(chǎn)的 Nano Indenter XP 型納米硬度儀以及美國(guó) Digital Instruments 公司生產(chǎn)的原子力顯微鏡 (AFM) 上進(jìn)行。首先將試樣放到納米硬度儀上進(jìn)行壓痕試驗(yàn),根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同,試驗(yàn)時(shí)間從數(shù)十分鐘到若干小時(shí)不等,中間過程不需人工干預(yù)。試驗(yàn)結(jié)束后,納米壓痕儀自動(dòng)計(jì)算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗(yàn)中對(duì)單晶鋁(110) 面進(jìn)行檢測(cè),設(shè)置壓痕深度為1.5 μ m,共測(cè)量三點(diǎn),較終結(jié)果取三點(diǎn)的平均值。納米力學(xué)測(cè)試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行,以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。湖南汽車納米力學(xué)測(cè)試哪家好
模塊化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)適用于各種形貌樣品的測(cè)試需求及各種SEM/FIB配置,緊湊的外形設(shè)計(jì)適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設(shè)計(jì)自定義的測(cè)試程序和測(cè)試模式:①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個(gè)不同型號(hào)的連接頭,可滿足各種不同的測(cè)試條件(平面外或者平面內(nèi)測(cè)試)和不同的測(cè)試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個(gè)不同型號(hào)的適配頭用來調(diào)節(jié)樣品臺(tái)的高度和角度。③FT-ETB電學(xué)測(cè)試樣品臺(tái),包含2個(gè)不同的電學(xué)測(cè)試樣品臺(tái),實(shí)現(xiàn)樣品和納米力學(xué)測(cè)試平臺(tái)的電導(dǎo)通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實(shí)現(xiàn)微納力學(xué)測(cè)試和微納操作組裝(按需額外購(gòu)買)。湖南汽車納米力學(xué)測(cè)試哪家好納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為,從而改進(jìn)納米材料的設(shè)計(jì)和制備工藝。
借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學(xué)測(cè)試法,利用原子力顯微鏡探針的納米操縱能力對(duì)一維納米材料施加彎曲或拉伸載荷。施加彎曲載荷時(shí),原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結(jié)構(gòu)高自山端國(guó)雙固支結(jié)構(gòu)的中心位置,彎曲撓度和載荷通過原子力顯微鏡探針懸曾梁的位移和懸臂梁的剛度獲取,依據(jù)連續(xù)力學(xué)理論,由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能參數(shù)。這種方法加載機(jī)理簡(jiǎn)單,相對(duì)拉伸法容易操作,缺點(diǎn)是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測(cè)納米試樣相比較大,撓度較大時(shí)探針的滑動(dòng)以及試樣中心位置的對(duì)準(zhǔn)精度嚴(yán)重影響測(cè)試精度3、借助微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的片上納米力學(xué)測(cè)試法基于 MEMS 的片上納米力學(xué)測(cè)試法采用 MEMS 微加工工藝將微驅(qū)動(dòng)單元、微傳感單元或試樣集成在同一芯片上,通過微驅(qū)動(dòng)單元對(duì)試樣施加載荷,微位移與微力檢測(cè)單元檢測(cè)試樣變形與加載力,進(jìn)面獲取試樣的力學(xué)性能。
即使源電阻大幅降低至1MW,對(duì)一個(gè)1mV的信號(hào)的測(cè)量也接近了理論極限,因此要使用一個(gè)普通的數(shù)字多用表(DMM)進(jìn)行測(cè)量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外,許多DMM在測(cè)量電壓時(shí)的輸入偏移電流很高,而相對(duì)于那些納米技術(shù)[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測(cè)量?jī)x器而言,DMM的輸入電阻又過低。這些特點(diǎn)增加了測(cè)量的噪聲,給電路帶來不必要的干擾,從而造成測(cè)量的誤差。系統(tǒng)搭建完畢后,必須對(duì)其性能進(jìn)行校驗(yàn),而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節(jié)中將對(duì)降低這些誤差的一些途徑進(jìn)行探討。納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果對(duì)于預(yù)測(cè)納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價(jià)值。
微納米材料力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)是一種用于機(jī)械工程領(lǐng)域的科學(xué)儀器,于2008年11月18日啟用??v向載荷力和位移。載荷力分辨率:3nN(在施加1μN(yùn)的條件下);較小載荷接觸力:<100nN;較大載荷:10mN;位移分辨率:0.0004nm;較小位移:<0.2nm;較大位移:5μm;熱漂移:<0.05nm/s(在室溫條件下)。 橫向載荷力和位移。載荷力的分辨率:0.5μN(yùn);較小橫向力:<5μN(yùn);較大橫向力:2mN;位移分辨率:3nm;較小位移:<5nm;較大位移:15μm;熱漂移:<0.05nm/s(在室溫條件下)。磨損面積范圍:4μm x 4μm 到 60μm x 60μm;磨損速率:≤180μm/s;縱向載荷范圍:100nN – 1mN。X-Y stage。納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果可以為納米材料的安全性和可靠性評(píng)估提供重要依據(jù)。上海納米力學(xué)動(dòng)態(tài)測(cè)試
納米力學(xué)測(cè)試需要使用專屬的納米力學(xué)測(cè)試儀器,如納米壓痕儀和納米拉伸儀等。湖南汽車納米力學(xué)測(cè)試哪家好
2005 年,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的曾華榮研究員在國(guó)內(nèi)率先單獨(dú)開發(fā)出定頻成像模式的AFAM,但不能測(cè)量模量。隨后,同濟(jì)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等單位也對(duì)這種成像模式進(jìn)行了研究。2011 年初,我們研究組將雙頻共振追蹤技術(shù)用于AFAM,實(shí)現(xiàn)了快速的納米模量成像(一幅256×256 像素的圖像只需1~2min),并對(duì)其準(zhǔn)確度和靈敏度進(jìn)行了系統(tǒng)研究。較近幾年,AFAM 引起了越來越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。然而,相對(duì)于其他AFM 模式,AFAM 的測(cè)量原理涉及梁振動(dòng)力學(xué)和接觸力學(xué),初學(xué)者不容易掌握。湖南汽車納米力學(xué)測(cè)試哪家好