福建空心納米力學測試

納米壓痕技術也稱深度敏感壓痕技術（Depth-Sensing Indentation， DSI)，是較簡單的測試材料力學性質(zhì)的方法之一，可以在納米尺度上測量材料的各種力學性質(zhì)，如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應變硬化效應、粘彈性或蠕變行為等。納米壓痕理論，納米壓痕試驗中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發(fā)生的是彈性變形，隨著載荷進一步提高，塑性變形開始出現(xiàn)并逐步增大；卸載過程主要是彈性變形恢復的過程，而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷，hmax 為較大位移，hf為卸載后的位移，S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計算仍采用傳統(tǒng)的硬度公式H =P/A。式中，H 為硬度 (GPa)；P 為較大載荷 ( μ N)，即上文中的 P max ；A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 納米力學測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。福建空心納米力學測試

摘要 隨著科學技術的發(fā)展進步，材料的研發(fā)和生產(chǎn)應用進入了微納米尺度，微納米材料憑借其出色的性能被人們普遍應用于科研和生產(chǎn)生活的各方各面。與此同時，人們正深入研究探索微納米尺度的材料力學性能參數(shù)測量技術方法，以滿足微納米材料的飛速發(fā)展和應用需求。微納米力學測量技術的應用背景，隨著材料的研發(fā)生產(chǎn)和應用進入微納米尺度,以往的通過宏觀的力學測量手段已不適用于測量微納米薄膜和器件的力學性能參數(shù)的測量。近年來，微納米壓入和劃痕等力學測量手段隨著微納米材料的發(fā)展和應用，在半導體薄膜和器件、功能薄膜、新能源材料、生物材料等領域應用愈發(fā)普遍，因此亟待建立基于微納米尺度的材料力學性能參數(shù)測量的技術體系。原位納米力學測試服務測試內(nèi)容豐富多樣，包括硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)等，助力材料研究。

納米壓痕技術，納米壓痕技術是一種直接測量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過在納米尺度下施加一個小的壓痕負荷，通過測量壓痕的深度和形狀來推算材料的力學性質(zhì)。納米壓痕技術一般使用壓痕儀進行測試。在進行納米壓痕測試時，樣品通常需要進行前處理，例如制備平整的表面或進行退火處理。測試過程中，將頂端負載在材料表面上，并控制負載的大小和施加時間。然后，通過測量壓痕的深度和直徑來計算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術普遍應用于納米硬度測試、薄膜力學性質(zhì)研究等領域。

日本：S．Yoshida主持的Yoshida納米機械項目主要進行以下二個方面的研究：⑴．利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，已成功的應用于石墨表面和生物樣本的納米級測量；⑵．利用激光干涉儀測距，在激光干涉儀中其開發(fā)的雙波長法限制了空氣湍流造成的誤差影響；其實驗裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計量研究所（NRLM）研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀，該所精密測量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類的研究，如硅晶格間距、磁通量等，其掃描微動系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機構(gòu)的微動工作臺。納米力學測試的發(fā)展促進了納米材料及其應用領域的快速發(fā)展和創(chuàng)新。

光催化納米材料在水處理中的應用，光催化微納米材料以將廢水中的有機污染物迅速轉(zhuǎn)化、分解為水和二氧化碳等無害物質(zhì)，有效地提高了處理效率與處理質(zhì)量。人們常用的處理廢水中有機物的光催化微納米材料是N型半導體材料，較具表示性的是納米Ti02，Ti02的發(fā)現(xiàn)與應用為污水中有害物質(zhì)與水的完全催化分解開辟了新的道路,且不會產(chǎn)生二次污染，具有很高的化學穩(wěn)定性與較廣的作用范圍。此外,在無機廢水的處理中，由于納米顆粒表面的無機物具有光化學活性，可以通過高氧化態(tài)吸附汞、銀等貴微納米材料在水處理中的應用研究，不只消除了工業(yè)廢水的毒性，還可以從污水廢水中回收貴金屬。在生物醫(yī)學領域，納米力學測試有助于了解細胞與納米材料的相互作用機制。原位納米力學測試服務

納米力學測試可以用于評估納米材料的耐久性和壽命，為產(chǎn)品的設計和使用提供參考依據(jù)。福建空心納米力學測試

對納米元器件的電測量——電壓、電阻和電流——都帶來了一些特有的困難，而且本身容易產(chǎn)生誤差。研發(fā)涉及量子水平上的材料與元器件，這也給人們的電學測量工作帶來了種種限制。在任何測量中，靈敏度的理論極限是由電路中的電阻所產(chǎn)生的噪聲來決定的。電壓噪聲[1]與電阻的方根、帶寬和一定溫度成正比。高的源電阻限制了電壓測量的理論靈敏度[2]。雖然完全可能在源電阻抗為1W的情況下對1mV的信號進行測量，但在一個太歐姆的信號源上測量同樣的1mV的信號是現(xiàn)實的。福建空心納米力學測試