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(guò)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(zhǎng)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(guò)程是無(wú)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)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)響應(yīng)機(jī)制,從而推動(dòng)納米科學(xué)的發(fā)展。廣州工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試廠家直銷(xiāo)
一般力學(xué)原理包括:。能量和動(dòng)量守恒原理;。哈密頓變分原理;。對(duì)稱(chēng)原理。由于研究的物體小,納米力學(xué)也要考慮:。當(dāng)物體尺寸和原子距離可比時(shí),物體的離散性;。物體內(nèi)自由度的多樣性和有限性。。熱脹落的重要性;。熵效應(yīng)的重要性;。量子效應(yīng)的重要性。這些原理可提供對(duì)納米物體新異性質(zhì)深入了解。新異性質(zhì)是指這種性質(zhì)在類(lèi)似的宏觀物體沒(méi)有或者很不相同。特別是,當(dāng)物體變小,會(huì)出現(xiàn)各種表面效應(yīng),它由納米結(jié)構(gòu)較高的表面與體積比所決定。這些效應(yīng)影晌納米結(jié)構(gòu)的機(jī)械能和熱學(xué)性質(zhì)(熔點(diǎn),熱容等)例如,由于離散性,固體內(nèi)機(jī)械波要分散,在小區(qū)域內(nèi),彈性力學(xué)的解有特別的行為。自由度大引起熱脹落是納米顆粒通過(guò)潛在勢(shì)壘產(chǎn)生熱隧道及液體和固體交錯(cuò)擴(kuò)散的理由。小和熱漲落提供了納米顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的基本理由。在納米范圍增加了熱漲落重要性和結(jié)構(gòu)熵,使納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超彈性,熵彈性(熵力)和其它新彈性。開(kāi)放納米系統(tǒng)的自組織和合作行為中,結(jié)構(gòu)熵也令人產(chǎn)生很大興趣。廣州工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試廠家直銷(xiāo)在納米尺度上,材料的力學(xué)性質(zhì)往往與其宏觀尺度下的性質(zhì)有明顯不同,因此納米力學(xué)測(cè)試具有重要意義。
納米壓痕技術(shù),納米壓痕技術(shù)是一種直接測(cè)量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過(guò)在納米尺度下施加一個(gè)小的壓痕負(fù)荷,通過(guò)測(cè)量壓痕的深度和形狀來(lái)推算材料的力學(xué)性質(zhì)。納米壓痕技術(shù)一般使用壓痕儀進(jìn)行測(cè)試。在進(jìn)行納米壓痕測(cè)試時(shí),樣品通常需要進(jìn)行前處理,例如制備平整的表面或進(jìn)行退火處理。測(cè)試過(guò)程中,將頂端負(fù)載在材料表面上,并控制負(fù)載的大小和施加時(shí)間。然后,通過(guò)測(cè)量壓痕的深度和直徑來(lái)計(jì)算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術(shù)普遍應(yīng)用于納米硬度測(cè)試、薄膜力學(xué)性質(zhì)研究等領(lǐng)域。
納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)出各種有趣的特性,除了高比表面積-體積比,納米纖維相比于塊狀材料,沿主軸方向有更突出的力學(xué)特性。因此納米纖維在復(fù)合材料、纖維、支架(組織工程學(xué))、藥物輸送、創(chuàng)傷敷料或紡織業(yè)等領(lǐng)域是一種非常有應(yīng)用前景的材料。納米纖維機(jī)械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強(qiáng)度、韌性)的定量表征對(duì)理解其在目標(biāo)應(yīng)用中的性能非常重要,而測(cè)量這些參數(shù)需要高度專(zhuān)業(yè)畫(huà)的儀器,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測(cè)量非常小的變形;在測(cè)量的時(shí)間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級(jí)的位移下保持高度穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng);以亞納米分辨率測(cè)量微小力;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機(jī)械測(cè)試儀器上。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展,納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代,以適應(yīng)更高精度的測(cè)試需求。
隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)薄膜、納米材料的力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量成為了一個(gè)重要的課題,然而由于尺寸的限制,傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)等力學(xué)測(cè)試方法很難在納米尺度下得到準(zhǔn)確的結(jié)果。而原位納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn),為解決納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試問(wèn)題提供了新的思路和手段。原位納米壓痕技術(shù),原位納米壓痕技術(shù)是一種應(yīng)用比較普遍的力學(xué)測(cè)試方法,其基本原理是用尖頭壓在待測(cè)材料表面,通過(guò)測(cè)量壓頭的形變等參數(shù)來(lái)推算出待測(cè)材料的力學(xué)性質(zhì)。由于其具有樣品尺寸、壓頭設(shè)計(jì)等方面的優(yōu)點(diǎn),原位納米壓痕技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于納米材料力學(xué)測(cè)試領(lǐng)域。納米力學(xué)測(cè)試可以應(yīng)用于納米材料的質(zhì)量控制和品質(zhì)檢測(cè),確保產(chǎn)品符合規(guī)定的力學(xué)性能要求。重慶空心納米力學(xué)測(cè)試哪家好
納米力學(xué)測(cè)試在納米器件的設(shè)計(jì)和制造中具有重要作用。廣州工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試廠家直銷(xiāo)
AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動(dòng)來(lái)對(duì)材料納米尺度的彈性性能進(jìn)行成像或測(cè)量。AFAM 于20 世紀(jì)90 年代中期由德國(guó)薩爾布呂肯無(wú)損檢測(cè)研究所的Rabe 博士(女) 首先提出,較初為單點(diǎn)測(cè)量模式。2000 年前后,她們采用逐點(diǎn)掃頻的方式實(shí)現(xiàn)了模量成像功能,但是成像的速度很慢,一幅128×128 像素的圖像需要大約30min,導(dǎo)致圖像的熱漂移比較嚴(yán)重。2005 年,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動(dòng),將成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的圖像需要大約25min)。廣州工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試廠家直銷(xiāo)