四川涂層納米力學(xué)測(cè)試儀

AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進(jìn)行測(cè)試，基于對(duì)探針的動(dòng)力學(xué)特性以及針尖樣品之間的接觸力學(xué)行為分析，可以通過對(duì)探針接觸共振頻率、品質(zhì)因子、振幅、相位等響應(yīng)信息的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)被測(cè)樣品力學(xué)性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征，還可以測(cè)量樣品表面或亞表面的納米力學(xué)特性。AFAM 屬于近場(chǎng)聲學(xué)成像技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)聲學(xué)成像中聲波半波長對(duì)成像分辨率的限制，其分辨率取決于探針針尖與測(cè)試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm)，且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛)，因此AFAM 的空間分辨率極高，其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以達(dá)到納米量級(jí)。與納米壓痕技術(shù)相比，AFAM 在分辨率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通常認(rèn)為其測(cè)試過程是無損的。此外，AFAM 在成像質(zhì)量和速度方面均明顯優(yōu)于納米壓痕。目前，AFAM 已經(jīng)普遍應(yīng)用于納米復(fù)合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統(tǒng)等各種先進(jìn)材料領(lǐng)域。納米力學(xué)測(cè)試的發(fā)展促進(jìn)了納米材料及其應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展和創(chuàng)新。四川涂層納米力學(xué)測(cè)試儀

有限元數(shù)值分析方面，Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測(cè)量了鈮薄膜的壓入模量，并進(jìn)行了對(duì)比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響，給出了一種將實(shí)驗(yàn)測(cè)試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合，確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實(shí)際情況中的多種影響因素，精度相對(duì)較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測(cè)試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測(cè)探針接觸共振頻率變化對(duì)針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測(cè)量的方法。四川涂層納米力學(xué)測(cè)試儀納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的變形和斷裂機(jī)制，為納米材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。

FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)可以配合SEM/FIB原位精確直接地測(cè)量納米纖維的力學(xué)特性。微力傳感器加載微力，納米力學(xué)測(cè)試結(jié)合高分辨位置編碼器可以對(duì)納米纖維進(jìn)行拉伸、循環(huán)、蠕變、斷裂等形變測(cè)試。力-形變（應(yīng)力-應(yīng)變）曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外，納米力學(xué)測(cè)試結(jié)合樣品架電連接，可以定量表征電-機(jī)械性質(zhì)。位置穩(wěn)定性，納米力學(xué)測(cè)試對(duì)于納米纖維的精確拉伸測(cè)試，納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的位移是測(cè)試不穩(wěn)定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)位移的統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)，從中可以找到每一個(gè)測(cè)試間隔內(nèi)位移導(dǎo)致的不確定性，例如100s內(nèi)為450pm，意思是65%（或95%）的概率，納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)在100s的時(shí)間間隔內(nèi)的位移穩(wěn)定性小于±450pm（或±900pm）。

對(duì)納米材料和納米器件的研究和發(fā)展來說，表征和檢測(cè)起著至關(guān)重要的作用。由于人們對(duì)納米材料和器件的許多基本特征、結(jié)構(gòu)和相互作用了解得還不很充分，使其在設(shè)計(jì)和制造中存在許多的盲目性，現(xiàn)有的測(cè)量表征技術(shù)就存在著許多問題。此外，由于納米材料和器件的特征長度很小，測(cè)量時(shí)產(chǎn)生很大擾動(dòng)，以至產(chǎn)生的信息并不能完全表示其本身特性。這些都是限制納米測(cè)量技術(shù)通用化和應(yīng)用化的瓶頸，因此，納米尺度下的測(cè)量無論是在理論上，還是在技術(shù)和設(shè)備上都需要深入研究和發(fā)展。納米力學(xué)測(cè)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(jì)和制造。

研究液相環(huán)境下的流體載荷對(duì)探針振動(dòng)產(chǎn)生的影響可以將AFAM 定量化測(cè)試應(yīng)用范圍擴(kuò)展至液相環(huán)境。液相環(huán)境下增加的流體質(zhì)量載荷和流體阻尼使探針振動(dòng)的共振頻率和品質(zhì)因子都較大程度上減小。Parlak 等采用簡單的解析模型考慮流體質(zhì)量載荷和流體阻尼效應(yīng)，可以在液相環(huán)境下從探針的接觸共振頻率導(dǎo)出針尖樣品的接觸剛度值。Tung 等通過嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，提出通過重構(gòu)流體動(dòng)力學(xué)函數(shù)的方法，將流體慣性載荷效應(yīng)進(jìn)行分離。此方法不需要預(yù)先知道探針的幾何尺寸及材料特性，也不需要了解周圍流體的力學(xué)性能。納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)為納米材料在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。表面微納米力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

納米力學(xué)測(cè)試可用于研究納米顆粒在膠體、液態(tài)等介質(zhì)中的相互作用行為。四川涂層納米力學(xué)測(cè)試儀

納米力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對(duì)微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行原位、直接而準(zhǔn)確測(cè)量的納米機(jī)器人系統(tǒng)。測(cè)試原理是通過微力傳感探針對(duì)微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時(shí)采用位移記錄器來測(cè)量該結(jié)構(gòu)的形變。從測(cè)得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實(shí)現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測(cè)試。同時(shí),其配備的導(dǎo)電樣品測(cè)試平臺(tái)可以對(duì)微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行同步測(cè)試。四川涂層納米力學(xué)測(cè)試儀