江西表面微納米力學測試實驗室

本文中主要對當今幾種主要材料納觀力學與納米材料力學特性測試方法:納米硬度技術(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統(tǒng)的硬度測量已無法滿足新材料研究的需要，于是納米硬度技術(shù)應運而生。納米硬度計是納米硬度測量的主要儀器，它是一種檢測材料微小體積內(nèi)力學性能的測試儀器，包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式。由于壓痕或劃痕深度一般控制在微米甚至納米尺度，因此該類儀器已成為電子薄膜、涂層、材料表面及其改性的力學性能檢測的理想手段。它不需要將表層從基體上剝離，便可直接給出材料表層力學性質(zhì)的空間分布。納米力學測試技術(shù)的發(fā)展離不開多學科交叉融合和創(chuàng)新研究團隊的共同努力。江西表面微納米力學測試實驗室

微納米纖維素，微納米纖維素材料在農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)用材料等領域的普遍應用。微納米纖維素水凝膠表現(xiàn)出各向異性的力學性能和優(yōu)良溶脹性能,可應用于生物醫(yī)學和機器人等領域。其在納米尺度上表現(xiàn)出良好的形貌特征和優(yōu)異的力學性能。抗細菌實驗表明，該復合超細水凝膠纖維可有效殺滅陽性和陰性細菌菌株，同時對正常哺乳動物細 胞保持友好性。這種超細水凝膠微纖維可有效解決微生物威脅人類健康的問題。這種靈活的合成核殼復合超細水凝膠微纖維方法，具有重要的生物醫(yī)學應用前景，同時該方法也可應用于材料科學、組織工程和再生醫(yī)學等領域。江西化工納米力學測試參考價納米力學測試可以用于評估納米材料的熱力學性能，為納米材料的應用提供參考依據(jù)。

Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計中較常用的。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驗。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壓頭因其三個面相互垂直，像立方體的一個角，故取此名稱。壓頭越尖，就會在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生理想的應力和應變。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小的范圍內(nèi)用來估計斷裂韌性。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，它在小尺度實驗中很少使用。

納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，這個技術(shù)已成功的應用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。國外于1982年發(fā)明并使其發(fā)明者Binnig和Rohrer（美國）榮獲1986年物理學諾貝爾獎的掃描隧道顯微鏡（STM）。1986年，Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測量近10－18N的表面力，將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結(jié)合，發(fā)明了原子力顯微鏡，在空氣中測量，達到橫向精度3n m和垂直方向0．1n m的分辨率。California大學S．Alexander等人利用光杠桿實現(xiàn)的原子力顯微鏡初次獲得了原子級分辨率的表面圖像。發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性納米力學測試設備，是當前科研工作的重要任務。

目前納米壓痕在科研界和工業(yè)界都得到了普遍的應用，但是它仍然存在一些難以克服的缺點，比如納米壓痕實際上是對材料有損的測試，尤其是對于薄膜來說；其壓針的曲率半徑一般在50 nm 以上，由于分辨率的限制，不能對更小尺度的納米結(jié)構(gòu)進行測試；納米壓痕的掃描功能不強，掃描速度相對較慢，無法捕捉材料在外場作用下動態(tài)性能的變化?；贏FM 的納米力學測試方法是另一類被普遍應用的測試方法。1986 年，Binnig 等發(fā)明了頭一臺原子力顯微鏡(AFM)。AFM 克服了之前掃描隧道顯微鏡(STM) 只能對導電樣品或半導體樣品進行成像的限制，可以實現(xiàn)對絕緣體材料表面原子尺度的成像，具有更普遍的應用范圍。AFM 利用探針作為傳感器對樣品表面進行測試，不只可以獲得樣品表面的形貌信息，還可以實現(xiàn)對材料微區(qū)物理、化學、力學等性質(zhì)的定量化測試。目前，AFM 普遍應用于物理學、化學、材料學、生物醫(yī)學、微電子等眾多領域。納米力學測試對于理解納米材料在極端條件下的力學行為具有重要意義，如高溫、高壓等。湖南金屬納米力學測試系統(tǒng)

納米力學測試助力新能源材料研發(fā)，提高能量轉(zhuǎn)換效率。江西表面微納米力學測試實驗室

較大壓痕深度1.5 μ m時的試驗結(jié)果，其中納米硬度平均值為0.46GPa，而用傳統(tǒng)硬度計算方法得到的硬度平均值為0.580GPa，這說明傳統(tǒng)硬度計算方法在微納米硬度測量時誤差較大，其原因就是在微納米硬度測量時，材料變形的彈性恢復造成殘余壓痕面積較小，傳統(tǒng)方法使得計算結(jié)果產(chǎn)生了偏差，不能正確反映材料的硬度值。圖片通過對不同載荷下的納米硬度測量值進行比較發(fā)現(xiàn)，單晶鋁的納米硬度值并不是恒定的， 而是在一定范圍內(nèi)隨著載荷（壓頭位移）的降低而逐漸增大，也就是存在壓痕尺寸效應現(xiàn)象。圖3反映了納米硬度隨壓痕深度的變化。較大壓痕深度1μm時單晶鋁彈性模量與壓痕深度的關(guān)系。此外，納米硬度儀還可以輸出接觸剛、實時載荷等隨壓頭位移的變化曲線，試驗者可以從中獲得豐富的信息。江西表面微納米力學測試實驗室

廣州致城科技有限公司在同行業(yè)領域中，一直處在一個不斷銳意進取，不斷制造創(chuàng)新的市場高度，多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價值理念的產(chǎn)品標準，在廣東省等地區(qū)的化工中始終保持良好的商業(yè)口碑，成績讓我們喜悅，但不會讓我們止步，殘酷的市場磨煉了我們堅強不屈的意志，和諧溫馨的工作環(huán)境，富有營養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新，勇于進取的無限潛力，廣州致城科技供應攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，我們不會因為取得了一點點成績而沾沾自喜，相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍，我們更要明確自己的不足，做好迎接新挑戰(zhàn)的準備，要不畏困難，激流勇進，以一個更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！