隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,納米尺度材料的研究變得越來越重要。納米尺度材料具有獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì),與傳統(tǒng)材料相比有著許多不同之處。為了深入了解和研究納米尺度材料的力學(xué)性質(zhì),科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種先進(jìn)的測試方法。在本文中,我將分享一些納米尺度下常用的材料力學(xué)性質(zhì)測試方法,研究人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的方法來進(jìn)行材料力學(xué)性質(zhì)的測試與研究。納米尺度下力學(xué)性質(zhì)的研究對(duì)于深入了解材料的力學(xué)行為、提高材料性能以及開發(fā)新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠?qū)ο嚓P(guān)研究和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)和幫助。納米力學(xué)測試可以解決納米材料在制備和應(yīng)用過程中的力學(xué)問題,提高納米材料的性能和穩(wěn)定性。廣東國產(chǎn)納米力學(xué)測試廠商
經(jīng)過三十年的發(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)測試方法主要有力—距離曲線測試、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)。廣東國產(chǎn)納米力學(xué)測試廠商碳納米管、石墨烯等納米材料,因獨(dú)特力學(xué)性能,備受關(guān)注。
即使源電阻大幅降低至1MW,對(duì)一個(gè)1mV的信號(hào)的測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測量儀器而言,DMM的輸入電阻又過低。這些特點(diǎn)增加了測量的噪聲,給電路帶來不必要的干擾,從而造成測量的誤差。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。
中國計(jì)量學(xué)院朱若谷、浙江大學(xué)陳本永等提出了一種通過測量雙法布里一boluo干涉儀透射光強(qiáng)基波幅值差或基波等幅值過零時(shí)間間隔的方法進(jìn)行納米測量的理論基礎(chǔ),給出了檢測掃描探針振幅變化的新方法。中國科學(xué)院北京電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室成功研制了一臺(tái)使用光學(xué)偏轉(zhuǎn)法檢測的原子力顯微鏡,通過對(duì)云母、光柵、光盤等樣品的觀測證明該儀器達(dá)到原子分辨率,較大掃描范圍可達(dá)7μm×7μm。浙江大學(xué)卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀,解決了對(duì)球形表面微觀輪廓進(jìn)行亞納米級(jí)的非接觸精密測量問題,該系統(tǒng)具有0.1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。納米力學(xué)測試對(duì)于理解納米材料在極端條件下的力學(xué)行為具有重要意義,如高溫、高壓等。
摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,材料的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)入了微納米尺度,微納米材料憑借其出色的性能被人們普遍應(yīng)用于科研和生產(chǎn)生活的各方各面。與此同時(shí),人們正深入研究探索微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量技術(shù)方法,以滿足微納米材料的飛速發(fā)展和應(yīng)用需求。微納米力學(xué)測量技術(shù)的應(yīng)用背景,隨著材料的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入微納米尺度,以往的通過宏觀的力學(xué)測量手段已不適用于測量微納米薄膜和器件的力學(xué)性能參數(shù)的測量。近年來,微納米壓入和劃痕等力學(xué)測量手段隨著微納米材料的發(fā)展和應(yīng)用,在半導(dǎo)體薄膜和器件、功能薄膜、新能源材料、生物材料等領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)普遍,因此亟待建立基于微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量的技術(shù)體系。納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了納米材料和納米器件的性能優(yōu)化。廣東國產(chǎn)納米力學(xué)測試廠商
納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的質(zhì)量控制和品質(zhì)檢測,確保產(chǎn)品符合規(guī)定的力學(xué)性能要求。廣東國產(chǎn)納米力學(xué)測試廠商
德國:T.Gddenhenrich等研制了電容式位移控制微懸臂原子力顯微鏡。在PTB進(jìn)行了一系列稱為1nm級(jí)尺寸精度的計(jì)劃項(xiàng)目,這些研究包括:①.提高直線和角度位移的計(jì)量;②.研究高分辨率檢測與表面和微結(jié)構(gòu)之間的物理相互作用,從而給出微形貌、形狀和尺寸的測量。已完成亞納米級(jí)的一維位移和微形貌的測量。中國計(jì)量科學(xué)研究院研制了用于研究多種微位移測量方法標(biāo)準(zhǔn)的高精度微位移差拍激光干涉儀。中國計(jì)量科學(xué)研究院、清華大學(xué)等研制了用于大范圍納米測量的差拍法―珀干涉儀,其分辨率為0.3nm,測量范圍±1.1μm,總不確定度優(yōu)于3.5nm。中國計(jì)量學(xué)院朱若谷提出了一種能補(bǔ)償環(huán)境影響、插入光纖傳光介質(zhì)的補(bǔ)償式光纖雙法布里―珀羅微位移測量系統(tǒng),適合于納米級(jí)微位移測量,可用于檢定其它高精度位移傳感器、幾何量計(jì)量等。廣東國產(chǎn)納米力學(xué)測試廠商