2005 年,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的曾華榮研究員在國內(nèi)率先單獨(dú)開發(fā)出定頻成像模式的AFAM,但不能測量模量。隨后,同濟(jì)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等單位也對這種成像模式進(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 引起了越來越多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。然而,相對于其他AFM 模式,AFAM 的測量原理涉及梁振動(dòng)力學(xué)和接觸力學(xué),初學(xué)者不容易掌握。納米力學(xué)測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。廣東高校納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
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。深圳半導(dǎo)體納米力學(xué)測試供應(yīng)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。
AFAM 方法較早是由德國佛羅恩霍夫無損檢測研究所Rabe 等在1994 年提出的。1996 年Rabe 等詳細(xì)分析了探針自由狀態(tài)以及針尖與樣品表面接觸情況下微懸臂的動(dòng)力學(xué)特性,建立了針尖與樣品接觸時(shí)共振頻率與接觸剛度之間的定量化關(guān)系。之后,他們還給出了考慮針尖與樣品側(cè)向接觸、針尖高度及微懸臂傾角影響的微懸臂振動(dòng)特征方程。他們在這方面的主要工作奠定了AFAM 定量化測試的理論基礎(chǔ)。Reinstaedtler 等利用光學(xué)干涉法對探針懸臂梁的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了測量。Turner 等采用解析方法和數(shù)值方法對比了針尖樣品之間分別存在線性和非線性相互作用時(shí),點(diǎn)質(zhì)量模型和Euler-Bernoulli 梁模型描述懸臂梁動(dòng)態(tài)特性的異同。
Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計(jì)中較常用的。它可以加工得很尖,而且?guī)缀涡螤钤诤苄〕叨葍?nèi)保持自相似,適合于小尺度的壓痕實(shí)驗(yàn)。目前,該類壓頭的加工水平:端部半徑50nm,典型值約40nm,中心線和面的夾角精度為J=0.025°。在納米壓痕硬度測量中,Berkovich壓頭是一種理想的壓頭。優(yōu)點(diǎn)包括:易獲得好的加工質(zhì)量,很小載荷就能產(chǎn)生塑性,能減小摩擦的影響。Cube-corner壓頭因其三個(gè)面相互垂直,像立方體的一個(gè)角,故取此名稱。壓頭越尖,就會(huì)在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生理想的應(yīng)力和應(yīng)變。目前,該種壓頭主要用于斷裂韌性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的壓痕周圍產(chǎn)生很小的規(guī)則裂紋,這樣的裂紋能在相當(dāng)小的范圍內(nèi)用來估計(jì)斷裂韌性。錐形壓頭圓錐具有尖的自相似幾何形狀,從模型角度常利用它的軸對稱特性,納米壓痕硬度的許多模型均基于圓錐壓痕。由于難以加工出尖的圓錐金剛石壓頭,它在小尺度實(shí)驗(yàn)中很少使用。納米力學(xué)測試在材料設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著重要作用,能夠提供關(guān)鍵的力學(xué)性能參數(shù)。
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)納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應(yīng)變儀來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號再反饋到移動(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)壓入過程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行??稍诰€測量位移與相應(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。借助納米力學(xué)測試,可以評估材料在微觀尺度下的耐磨性和耐蝕性。廣州高校納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
納米力學(xué)測試旨在探究微觀尺度下材料的力學(xué)性能,為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供有力支持。廣東高校納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
納米力學(xué)測試儀,納米力學(xué)測試儀是用于測量納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的專屬設(shè)備。納米力學(xué)測試儀可以進(jìn)行納米級別的壓痕測試、拉伸測試和扭曲測試等。它通常配備有納米壓痕儀、納米拉曼光譜儀等附件,可以實(shí)現(xiàn)多種力學(xué)性質(zhì)的測試。納米力學(xué)測試儀的使用需要在納米級別下進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié),并確保測試精度和重復(fù)性。它普遍應(yīng)用于納米材料的強(qiáng)度研究、納米薄膜的力學(xué)性質(zhì)測試及納米器件的力學(xué)性能等方面。綜上所述,納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測試方法多種多樣,每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和適用范圍。廣東高校納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)